Single photon source based on ingan/gan dot-in-a-wire heterostructure

• Autores: Ekaterina Chernysheva
• Directores de la Tesis: Sneézana Laziâc (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Autónoma de Madrid ( España ) en 2017
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Luis Viña (presid.), Miguel Ángel Sánchez García (secret.), Alberto Hernández Mínguez (voc.)
• Materias:
  • Física
    • Óptica
      • Propiedades ópticas de los sólidos
      • Espectroscopia
    • Física del estado sólido
      • Semiconductores
    • Física teórica
      • Fotones
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Biblos-e Archivo
• Resumen

  • Esta tesis presenta una investigación sobre las propiedades ópticas, de las propiedades estructurales y ópticas de puntos cuánticos (PCs) formados en inclusiones de InGaN con distintas orientaciones (polares, semi-polares y no polares) incluidas en nanocolumnas de GaN. Las principales conclusiones son las siguientes: • Los puntos cuánticos polares de InGaN de las estructuras de InGaN/GaN tienen una alta calidad de emisión óptica con alto grado de polarización lineal y son visibles hasta 80 K. El origen de la formación se atribuye a fluctuaciones aleatorias de concentración de In. La sección eficaz de absorción obtenida está entre las más altas reportadas para puntos cuánticos semiconductores. Las vidas medias estimadas de los excitones están en el rango de nanosegundos. Estos puntos cuánticos constituyen fuentes de fotones individuales, como demuestran las medidas de interferometría Hanbury Brown y Twiss. Los valores estimados de la función de correlación de segundo orden a retardo de tiempo cero están muy por debajo del umbral de dos fotones. Esta fuente de fotones individuales emite en el espectro visible y opera hasta un rango de 1 GHz.

    • La modulación espectral dinámica de la emisión de los PCs polares de InGaN se consiguió mediante el uso de ondas acústicas superficiales y diferentes técnicas estroboscópicas. La modulación obtenida de la energía de emisión para el exciton y el biexciton es un paso prometedor hacia la realización de una fuente sintonizable de fotones individuales operando a alta frecuencia sin necesidad de excitación pulsada. Además, se obtuvo la modulación acústicamente inducida de la energía de ligadura del biexcitón sin ninguna degradación apreciable de la intensidad de emisión. También se determinó que el campo piezoeléctrico lateral es responsable de la inyección de pares de electrones-huecos en el PC desde la región InGaN circundante.

    • Los PCs de InGaN formados en los planos semi-polares y no polares de la heterostructura de nanocolumna con capa lateral (core-shell) poseen cualidades similares a sus homólogos polares. Debido a la influencia reducida del campo eléctrico interno para los planos semi-polares y no polares, las vidas de emisión son más pequeñas y en el rango de picosegundos. Se obtuvo en una sola nanocolumna una fuente de fotones que emitía en las regiones espectrales ultravioleta (PCs no polares), violeta (PCs semi-polares) y visible (PCs polares). El régimen de operación alcanza hasta 2,1 GHz, lo que hace que este dispositivo sea adecuado para aplicaciones de alta frecuencia en el campo del procesamiento de información cuántica.

    Los resultados obtenidos son un paso prometedor hacia la realización de un emisor de fotones individuales sintonizable dinámicamente con alto grado de polarización lineal y operando a alta frecuencia, que es un componente crucial para la computación cuántica óptica lineal, la comunicación cuántica, la criptografía cuántica y la distribución de claves cuánticos.