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相干驅(qū)動(dòng)的半導(dǎo)體量子點(diǎn)quantum dots是非經(jīng)典光源和量子邏輯門(mén)最有前景的平臺(tái)之一，并構(gòu)成了光子量子技術(shù)的基礎(chǔ)。然而，到目前為止，在量子點(diǎn)中，單個(gè)載流子的相干調(diào)控主要局限于最低軌道狀態(tài)。對(duì)可調(diào)太赫茲脈沖的需求制約了高軌道狀態(tài)的超快相干控制。

今日，浙江大學(xué) 信息與電子工程學(xué)院 Jun-Yong Yan，浙江大學(xué)劉峰Feng Liu等，在Nature Nanotechnology上發(fā)文，報(bào)道了通過(guò)受激俄歇過(guò)程調(diào)控空穴高軌道狀態(tài)的全光學(xué)方法，用以打破這一局限。

利用拉比Rabi振蕩和Ramsey干涉證明了俄歇過(guò)程的相干性。利用這種相干性還進(jìn)一步研究了單空穴弛豫機(jī)制。實(shí)驗(yàn)觀察到了161皮秒的空穴弛豫時(shí)間，并將其歸因于聲子瓶頸效應(yīng)phonon bottleneck effect。

該項(xiàng)研究，為理解量子發(fā)射體中高軌道態(tài)的基本性質(zhì)和開(kāi)發(fā)新型的基于軌道的量子光子器件，提供了新的可能性。

Coherent control of a high-orbital hole in a semiconductor quantum dot. 半導(dǎo)體量子點(diǎn)中，高軌道空穴的相干控制。

圖1 帶正電量子點(diǎn)quantum dots ，QD的俄歇電子能譜Radiative Auger emission。

圖2:高軌道空穴的拉比振蕩。

圖3:拉姆齊干涉Ramsey interference。

圖4:直接測(cè)量單空穴弛豫動(dòng)力學(xué)。

圖5:空穴弛豫時(shí)間的能量分離依賴(lài)性。

（小注：聲子瓶頸效應(yīng)phonon bottleneck effect：激發(fā)態(tài)準(zhǔn)粒子與聲子處于微觀動(dòng)態(tài)準(zhǔn)平衡狀態(tài)，當(dāng)電子能隙驟減時(shí)，高頻聲子變多，阻礙準(zhǔn)粒子弛豫回基態(tài)。吳艷玲、尹霞等）

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激光觸發(fā)俄歇過(guò)程，浙江大學(xué)Nature Nanotechnology 半導(dǎo)體量子點(diǎn)