Name: high resolution phonon-assisted quasi-resonance fluorescence spectroscopy
Uploaded: 2016-06-28T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about High Resolution Phonon-assisted Quasi-resonance Fluorescence Spectroscopy at JoVE.com

लेखकों को उपलब्ध कराने के नमूनों का अध्ययन किया जा रहा है के लिए नौसेना अनुसंधान प्रयोगशाला में एलन Bracker और डैनियल गैमन को स्वीकार करना होगा। यह काम डिफेंस थ्रेट रिडक्शन एजेंसी, बुनियादी अनुसंधान पुरस्कार # HDTRA1-15-1-0011, कैलिफोर्निया-Merced करने के लिए विश्वविद्यालय द्वारा (भाग में) का समर्थन किया था।

नोट: कार्यप्रणाली में वर्णित है, एक विशेष सॉफ्टवेयर के लिए विशिष्ट है, हालांकि अन्य सॉफ्टवेयर संकुल बजाय प्रयोग किया जा सकता है। 1. नमूना तैयार और शांत <ol><li> नमूना बनाना। <ol><li> एक बिजली के क्षेत्?...

<ol>
	<li>Germanis, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Piezoelectric+InAs/GaAs+quantum+dots+with+reduced+fine-structure+splitting+for+the+generation+of+entangled+photons.">Piezoelectric InAs/GaAs quantum dots with reduced fine-structure splitting for the generation of entangled photons.</a> Phys. Rev. B. 86, 1-4 (2012).</li><li>Valenti, J. A., Fischer, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spectroscopic+Properties+of+Cool+Stars+(SPOCS).+I.+1040+F,+G,+and+K+Dwarfs+from+Keck,+Lick,+and+AAT+Planet+Search+Programs.">Spectroscopic Properties of Cool Stars (SPOCS). I. 1040 F, G, and K Dwarfs from Keck, Lick, and AAT Planet Search Programs.</a> ApJ. 159, 141-166 (2005).</li><li>Oetiker, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Searching+for+Companions+to+Late+Type+M+Stars.">Searching for Companions to Late Type M Stars.</a> .Astro. Soc. Pac. Conf. Ser. 212, (2000).</li><li>Seguin, R., Rodt, S., Schliwa, A., Potschke, K., Pohl, U. W., Bimberg, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Size-dependence+of+anisotropic+exchange+interaction+in+InAs/GaAs+quantum+dots.">Size-dependence of anisotropic exchange interaction in InAs/GaAs quantum dots.</a> Phys. Status Solidi B. 243 (15), 3937-3941 (2006).</li><li>Belhadj, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlling+the+Polarization+Eigenstate+of+a+Quantum+Dot+Exciton+with+Light.">Controlling the Polarization Eigenstate of a Quantum Dot Exciton with Light.</a> Phys. Rev. Lett. 103 (1-4), (2009).</li><li>Ulrich, S. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Control+of+single+quantum+dot+emission+characteristics+and+fine+structure+by+lateral+electric+fields.">Control of single quantum dot emission characteristics and fine structure by lateral electric fields.</a> Phys. Status Solidi B. 246 (2), 302-306 (2009).</li><li>Vamivakas, A. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Observation+of+spin-dependent+quantum+jumps+via+quantum+dot+resonance+fluorescence.">Observation of spin-dependent quantum jumps via quantum dot resonance fluorescence.</a> Nature. 467, 297-300 (2010).</li><li>Poem, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polarization+sensitive+spectroscopy+of+charged+quantum+dots.">Polarization sensitive spectroscopy of charged quantum dots.</a> Phys. Rev. B. 76, (2007).</li><li>Flagg, E. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Resonantly+driven+coherent+oscillations+in+a+solid-state+quantum+emitter.">Resonantly driven coherent oscillations in a solid-state quantum emitter.</a> Nature Phys. 5, 203-207 (2009).</li><li>Scheibner, M., Bacher, G., Forchel, A., Passow, T., Hommel, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spin+Dynamics+in+CdSe/ZnSe+Quantum+Dots:+Resonant+vesus+Nonresonant+Excitation.">Spin Dynamics in CdSe/ZnSe Quantum Dots: Resonant vesus Nonresonant Excitation.</a> J. Supercond. Nov. Magn. 16 (2), 395-398 (2003).</li><li>Faelt, S., Atature, M., Tureci, H. E., Zhao, Y., Badolato, A., Imamoglu, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strong+electron-hole+exchange+in+coherently+coupled+quantum+dots.">Strong electron-hole exchange in coherently coupled quantum dots.</a> Phys. Rev. Lett. 100, 1-4 (2008).</li><li>Vamivakas, A. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strong+Extinction+of+a+Far-Field+Laser+Beam+by+a+Single+Quantum+Dot.">Strong Extinction of a Far-Field Laser Beam by a Single Quantum Dot.</a> Nano Letters. 7 (9), 2892-2896 (2007).</li><li>Scheibner, M., Economou, S., Ponomarev, I. V., Jennings, C., Bracker, A., Gammon, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two-Photon+Absorption+by+a+Quantum+Dot+Pair.">Two-Photon Absorption by a Quantum Dot Pair.</a> Phys. Rev. B. 92, (2015).</li><li>Palik, E. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Handbook of Optical Constants of Solids. Vols. I and II. , (1985).</li><li>Kerfoot, M. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optophononics+with+Coupled+Quantum+Dots.">Optophononics with Coupled Quantum Dots.</a> Nat. Commun. 5, 1-6 (2013).</li><li>Scheibner, M., Bracker, A. S., Kim, D., Gammon, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Essential+concepts+in+the+optical+properties+of+quantum+dot+molecules.">Essential concepts in the optical properties of quantum dot molecules.</a> Solid State Commun. 149, 1427-1435 (2009).</li><li>Bracker, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Engineering+electron+and+hole+tunneling+with+asymmetric+InAs+quantum+dot+molecules.">Engineering electron and hole tunneling with asymmetric InAs quantum dot molecules.</a> Appl. Phys. Lett. 89, 1-3 (2006).</li><li>Doty, M. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrically+Tunable+g+Factors+in+Quantum+Dot+Molecular+Spin+States.">Electrically Tunable g Factors in Quantum Dot Molecular Spin States.</a> Phys. Rev. Lett. 97, 1-4 (2006).</li><li>Stinaff, E. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+Signatures+of+Coupled+Quantum+Dots.">Optical Signatures of Coupled Quantum Dots.</a> Science. 311, 636-639 (2006).</li><li>Tkachenko, N. 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A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polarization+dependent+photoluminescence+of+charged+quantum+dot+molecules.">Polarization dependent photoluminescence of charged quantum dot molecules.</a> Phys. Stat. Sol. (c). 5 (7), 2464-2468 (2008).</li><li>Jelezko, F., Wrachtrup, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single+defect+centres+in+diamond:+A+review.">Single defect centres in diamond: A review.</a> Phys. Stat. Sol. (a). 203 (13), 3207-3225 (2006).</li><li>Doherty, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+nitrogen-vacancy+colour+centre+in+diamond.">The nitrogen-vacancy colour centre in diamond.</a> Physics Reports. 528 (1), 1-45 (2013).</li></ol>

The above instructions demonstrate the phonon-assisted quasi-resonance spectroscopy method. By exciting into a QD discrete state, one can monitor the phonon emission line, achieving high resolutions. In the example provided, by using phonons it is even possible to resolve the lifetime-limited linewidth of the neutral exciton visible in experiments. The method is easy to incorporate into existing PL spectroscopy setups. As mentioned, once the energy of the desired transition line is identified via non-resonant spectroscop...

उच्च संकल्प नए ज्ञान का ताला खोलने की कुंजी है। इस ज्ञान के साथ, नई प्रौद्योगिकियों बेहतर सेंसर, अधिक सटीक विनिर्माण उपकरण, और अधिक कुशल कम्प्यूटेशनल उपकरणों के रूप में इस तरह से विकसित किया जा सकता है। इस कुंजी पैदा करने, हालांकि, कई बार संसाधन, समय या दोनों के एक उच्च कीमत पर आता है। यह समस्या को उठा लिया degeneracies को हल करने के इलेक्ट्रॉन खगोल विज्ञान, जहां एक छोटे वर्णक्रमीय पारी दूर सितारों के बगल में ग्रहों का पता लगाने के लिए नेतृत्व कर सकते करने के लिए spins के परमाणु भौतिकी से सभी पैमानों पर सर्वव्यापी है। 1,2,3 इस काम का ध्यान एक मानक स्पेक्ट्रोमीटर सेटअप का उपयोग और कैसे यह विशेष रूप से अर्धचालक प्रकाशिकी के क्षेत्र के संबंध में अपने संकल्प सीमा से नीचे वर्णक्रमीय सुविधाओं को हल कर सकते हैं, दिखा रहा है पर है। प्रस्तुत उदाहरण anisotropic इलेक्ट्रॉन छेद की है कि (एह) आई एन ए एस / GaAs क्वांटम डॉट्स (QDs) में विनिमय बंटवारे, जो कुछ μeV के आदेश पर है स्पेक्ट्रोमीटर सी के संकल्प की सीमा है। 4एक मानक पी एल और लेजर स्पेक्ट्रोस्कोपी तकनीक के संयोजन के द्वारा दूर किया जा। अर्ध गूंज प्रतिदीप्ति का यह तरीका लेजर सीमित संकल्प एक आम एकल चरण स्पेक्ट्रोमीटर का उपयोग को प्राप्त करने के अतिरिक्त लाभ है। एकल QD पीएल स्पेक्ट्रोस्कोपी के लिए एक मानक ऑप्टिकल स्पेक्ट्रोस्कोपी प्रणाली एक एकल चरण 0.3-0.75 मीटर monochromator और एक प्रभारी एक उत्तेजना लेजर स्रोत और प्रकाशिकी के साथ युग्मित डिवाइस (सीसीडी) डिटेक्टर के होते हैं। इस तरह की एक प्रणाली में सबसे अच्छा 950 एनएम के आसपास लगभग अवरक्त वर्णक्रम में 50 μeV हल करने में सक्षम है। यहाँ तक कि सांख्यिकीय और deconvolution तकनीक के उपयोग के साथ, इस तरह के एक भी monochromator सेटअप पीएल माप में कम से कम 20 μeV हल करने में सक्षम नहीं है। 5 यह संकल्प भी एक ट्रिपल स्पेक्ट्रोमीटर का उपयोग करके, ट्रिपल additive मोड में सुधार किया जा सकता है, जहां स्पेक्ट्रम है क्रमिक सभी तीन gratings द्वारा फैलाया। ट्रिपल स्पेक्ट्रोमीटर वृद्धि के प्रस्ताव का लाभ हल करने में सक्षम हैलगभग 10 μeV। एक विकल्प के विन्यास, ट्रिपल subtractive मोड में, पहले दो gratings, एक बैंड पास फिल्टर के रूप में व्यवहार कम से कम 0.5 MeV द्वारा उत्तेजना और पता लगाने को अलग करने में सक्षम होने का जोड़ा सुविधा दे रही है। ट्रिपल स्पेक्ट्रोमीटर का दोष यह है कि यह एक महंगा प्रणाली है। ब्याज की विधि पेश करने से पहले, हम संक्षेप में अन्य प्रयोगात्मक दृष्टिकोण है कि, जोड़ा जटिलता के साथ, बेहतर वर्णक्रमीय संकल्प को प्राप्त करने और एकल QDs के ठीक संरचना को हल करने में सक्षम हैं पर चर्चा की। इन तरीकों के तत्वों प्रस्तुत विधि के लिए प्रासंगिक हैं। ऐसा ही एक तरीका एक भी स्पेक्ट्रोमीटर सेटअप का पता लगाने के रास्ते में एक फेब्री पेरोट व्यकिकरणमीटर (एफपीआई) जोड़ने का है। इस विधि 6 संकल्प एफपीआई की चालाकी से सेट किया जाता है का उपयोग करना। इस प्रकार, स्पेक्ट्रोमीटर के संकल्प जोड़ा जटिलता और कम संकेत तीव्रता की कीमत पर, 1 μeV करने के लिए सुधार हुआ है। 7 व्यकिकरणमीटर विधि भी सामान्य operati में परिवर्तनसीसीडी कैमरा के साथ स्पेक्ट्रोमीटर के पर, प्रभावी रूप से एक बिंदु डिटेक्टर बनने, और विभिन्न ऊर्जा के माध्यम से ट्यूनिंग एफपीआई गुहा में ही समायोजन करके हासिल की है। गूंज प्रतिदीप्ति (आरएफ) स्पेक्ट्रोस्कोपी, एक और तरीका है, जहां एक ऑप्टिकल संक्रमण दोनों उत्साहित है और निगरानी भी उच्च संकल्प स्पेक्ट्रोस्कोपी का वादा करता है। वर्णक्रमीय संकल्प केवल लेजर linewidth द्वारा सीमित है और एक मल्टी चैनल डिटेक्टर, जहां न सिर्फ एक सेंसर संकेत लेकिन सीसीडी पिक्सल के एक नंबर का पता लगाने के रूप में किया जाता है सीसीडी रहता है। यह पता लगाने के संकेत मल्टीचैनल औसत के मामले में फायदेमंद है। आरएफ स्पेक्ट्रोस्कोपी में चुनौती बिखरे हुए लेजर प्रकाश के बड़े पृष्ठभूमि से पीएल संकेत अलग है, खासकर जब एक QD स्तर पर मापने। तकनीक का एक नंबर बिखरे हुए लेजर प्रकाश है, जो या तो शामिल ध्रुवीकरण 8, 9 या स्थानिक अस्थायी जुदाई 10 करने के लिए संकेत के अनुपात को कम करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकताउत्तेजना और पता लगाने की। पहले बिखरे हुए प्रकाश को दबाने के लिए उच्च विलुप्त होने polarizers का उपयोग करने के लिए है, लेकिन इस विधि से पीएल ध्रुवीकरण जानकारी को खोने के प्रतिकूल परिणाम है। 8 अन्य संभावित विधि गूंज प्रतिदीप्ति प्राप्त करने के लिए अर्धचालक प्रणाली है कि ऑप्टिकल cavities के लिए मिलकर कर रहे हैं करने के लिए इंजीनियर है, जहां उत्तेजना और पता लगाने के रास्तों स्थानिक अलग हो रहे हैं। इस बड़े लेजर पृष्ठभूमि से पीएल संकेत को हल करने के लिए होने के मुद्दे को समाप्त। हालांकि, इस पद्धति जटिल नमूना निर्माण जो सामान्य संसाधन गहन में है तक सीमित है। 9 तरीकों का एक अन्य वर्ग भी मिनट ऊर्जा मतभेदों को हल करने में सक्षम है कि इस तरह के अंतर संचरण, जो पूरी ध्रुवीकरण की जानकारी के साथ लेजर सीमित संकल्प को प्राप्त करने का लाभ दिया है के रूप में शुद्ध लेजर स्पेक्ट्रोस्कोपी, का है। यह प्रक्रिया आम तौर ट्रांस में मामूली परिवर्तन का पालन करने के लिए लॉक-इन का पता लगाने की आवश्यकता हैमिशन संकेत बड़े लेजर पृष्ठभूमि की तुलना में। 11 हाल ही में, का उपयोग कर, नैनो के क्षेत्र में प्रगति लेजर प्रकाश का अंश है कि 20% तक QD (s) मूल्यों के साथ सूचना का आदान प्रदान का एक बढ़ावा देने के लिए मार्ग प्रशस्त किया है या तो द्वारा सूचकांक मिलान ठोस विसर्जन लेंस या फोटोनिक क्रिस्टल waveguides में डॉट्स embedding। 12 हालांकि इन तरीकों उच्च ऊर्जा संकल्प को प्राप्त करने की क्षमता है, वे महंगे उपकरण, जटिल नमूना निर्माण और जानकारी के नुकसान की कीमत पर आते हैं। इस काम में विधि एक नियमित रूप से पीएल सेटअप करने के लिए इंस्ट्रूमेंटेशन या नमूना निर्माण में जटिलता को जोड़ने के बिना इन तीन तरीकों से तत्वों को जोड़ती है। हाल ही में काम दिखाया गया है कि subtractive मोड में एक ट्रिपल स्पेक्ट्रोमीटर प्रणाली के साथ, यह एक क्वांटम डॉट अणु (QDM) के दो फोटॉन संक्रमण स्पेक्ट्रम में स्वेटर-त्रिक ठीक संरचना कल्पना करने के लिए संभव है। 13 के आदेश पर शामिल ऊर्जा बंटवारेμeV के दसियों के लिए कुछ की एक ट्रिपल subtractive विधा है, जो resonantly संक्रमण उत्तेजित और एक एमईवी से भी कम समय के भीतर पता लगाने के लिए अनुमति का उपयोग कर सुलझाया गया। वर्णक्रमीय जानकारी संक्रमण से नीचे की निगरानी ध्वनिक phonons और अन्य कम झूठ बोल exciton संक्रमण का उपयोग करके निकाला गया था। इस विधि को भी रूप में चित्रा 1 में देखा anisotropic एह विनिमय बंटवारे और 8 μeV और 4 μeV क्रमश exciton संक्रमण का भी जीवन भर सीमित linewidth को हल करने के लिए लागू किया जा सकता है। इस परिणाम के लिए भी इसी तरह, यह पत्र एक साधारण पर ध्यान दिया जाएगा स्पेक्ट्रोमीटर सेटअप है कि लाभ है कि अन्य उच्च संकल्प के तरीकों के अधिकारी के कई शामिल करेंगे। इसके अतिरिक्त सीसीडी एक मल्टी चैनल डिटेक्टर के रूप में रहेगा। प्रयोगात्मक स्थापना भी अन्य उच्च संकल्प स्पेक्ट्रोस्कोपी तरीकों के लिए काफी सस्ती रिश्तेदार रखा जा सकता है और आसानी से एक बिंदु के सह-संबंध माप प्राप्त करने के लिए संशोधित किया जा रहा का जोड़ा लाभ है। परिणाम usin के विपरीतजी ध्वनिक phonons और एक ट्रिपल स्पेक्ट्रोमीटर, अंतर्निहित कुंजी लो-phonon अर्धचालकों और संबंधित मिश्र धातु है कि अर्धचालक के नमूने लिए बनाने के साथ जुड़े उपग्रह का उपयोग करने के लिए है। लो-phonon उपग्रह और शून्य phonon लाइन (ZPL) के बीच ऊर्जा जुदाई एक एकल चरण स्पेक्ट्रोमीटर के उपयोग की अनुमति है, इस तरह के नमूने के लिए एमईवी के दसियों के आदेश पर है। 14 यह ऊर्जा जुदाई प्रस्तावित अर्ध के उपयोग के लिए अनुमति देता है resonantly एक संक्रमण ड्राइविंग और एक ऊर्जा एक लो phonon के बराबर उत्तेजना नीचे की निगरानी के द्वारा -resonance स्पेक्ट्रोस्कोपी विधि। इस तकनीक को पीएल उत्तेजना के उस के अनुरूप है, जहां एक एक उत्साहित संक्रमण में उत्तेजित और जमीन राज्य संक्रमण नजर रखता है। 15 संक्रमण के बीच अलगाव उत्साहित किया जा रहा और लो-phonon उपग्रह के उस किनारे पास फिल्टर के उपयोग को दबाने के लिए अनुमति देता है लचीलेपन से प्रकाश बिखरे हुए। phonon उपग्रह का उपयोग करने का यह तरीका लेजर linewidth सीमित संकल्प के लिए अनुमति देता है, Resonantly रोमांचक के बाद से संक्रमण आमतौर पर केवल समय है कि लो-phonon उपग्रह उत्सर्जन दिखाई हो जाता है।

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1542">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:517px;">Tunable Diode Laser DL pro</td>
			<td style="width:399px;">Toptica Photonics</td>
			<td style="width:459px;">DL Pro</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:517px;">Closed Cycle Cryogen Free Refrigerator System for Microscopy</td>
			<td style="width:399px;">Cryo Industries of America Inc.</td>
			<td style="width:459px;">Cryocool G2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:517px;">Sourcemeter</td>
			<td style="width:399px;">Keithley&#160;</td>
			<td style="width:459px;">2611a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:517px;">50x Mitutoyo Plan Apo NIR Infinity-Corrected Objective</td>
			<td style="width:399px;">Mitutoyo America Corporation</td>
			<td style="width:459px;">378-825-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:517px;">Turbo pump</td>
			<td style="width:399px;">Pfeiffer Vacuum</td>
			<td style="width:459px;">HiPace 80</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:517px;">NIR coated Mirrors&#160;</td>
			<td style="width:399px;">Thor labs</td>
			<td style="width:459px;">BB1-E03</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:517px;">Polarizers&#160;</td>
			<td style="width:399px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:459px;">LPNIR050-MP</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:517px;">200mm AR coated Achromatic lens&#160;</td>
			<td style="width:399px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:459px;">AC254-200-B-ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:517px;">100mm AR coated Achromatic lens&#160;</td>
			<td style="width:399px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:459px;">AC254-100-B-ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:517px;">960 Long pass filter</td>
			<td style="width:399px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:459px;">960aelp</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:517px;">960 Short pass filter</td>
			<td style="width:399px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:459px;">960aesp</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:517px;">Liquid Crystal Variable Retarder</td>
			<td style="width:399px;">Meadowlark Optics</td>
			<td style="width:459px;">LVR-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:517px;">0.75m Spectrometer Acton SpectraPro</td>
			<td style="width:399px;">Princeton Instruments</td>
			<td style="width:459px;">Trivista</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:517px;">Liquid Nitrogen Cooled Camera&#160;</td>
			<td style="width:399px;">Princeton Instruments</td>
			<td style="width:459px;">7508-0002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:517px;">External Camera</td>
			<td style="width:399px;">Watec</td>
			<td style="width:459px;">Wat-902H Ultimate</td>
			<td>Optional</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:517px;">Ostoalloy</td>
			<td style="width:399px;">Lake Shore Cryotronics</td>
			<td style="width:459px;">Ostalloy 158</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:517px;">Gold wire (40 gauge)</td>
			<td style="width:399px;">Surepure Chemetals</td>
			<td style="width:459px;">Au-Wire-03-02</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:517px;">Silver Epoxy</td>
			<td style="width:399px;">A.I. Technology</td>
			<td style="width:459px;">Prima-Solder EG8020</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:517px;">Program Software&#160;</td>
			<td style="width:399px;">National Instruments&#160;</td>
			<td style="width:459px;">LabView</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

high resolution phonon-assisted quasi-resonance fluorescence spectroscopy

उच्च संकल्प ऑप्टिकल स्पेक्ट्रोस्कोपी तरीकों या तो प्रौद्योगिकी, उपकरण, जटिलता, समय या इनमें से एक संयोजन के लिहाज से मांग कर रहे हैं। यहाँ हम एक ऑप्टिकल स्पेक्ट्रोस्कोपी तरीका है कि स्पिन ठीक संरचना और एकल क्वांटम डॉट्स (QDs) के सजातीय linewidth से परे है कि वर्णक्रम सुविधाओं को हल करने के लिए एक मानक है, आसान करने के लिए उपयोग स्पेक्ट्रोमीटर सेटअप का उपयोग करने में सक्षम है प्रदर्शित करता है। इस विधि, दोनों लेजर और photoluminescence स्पेक्ट्रोस्कोपी शामिल मल्टी चैनल photoluminescence पता लगाने के साथ लेजर लाइन-चौड़ाई सीमित संकल्प का लाभ संयोजन। इस तरह की एक योजना एक आम एकल चरण स्पेक्ट्रोमीटर के उस पर संकल्प की काफी सुधार के लिए अनुमति देता है। विधि का उपयोग करता है phonons अपनी जमीन राज्य संक्रमण के गुंजयमान उत्तेजना के बाद एक भी क्वांटम डॉट के photoluminescence की माप में सहायता करते हैं। phonon की ऊर्जा का अंतर एक अलग और रोमांचक लेजर प्रकाश बाहर फिल्टर क्वांटम डॉट की अनुमति देता है। एक लाभप्रद फेइस विधि का ature मानक स्पेक्ट्रोस्कोपी setups, जो सबसे शोधकर्ताओं के लिए पहुंच रहे हैं में अपने सीधे आगे एकीकरण है।

आंकड़ों में प्रस्तुत परिणाम पीएल माप में सहायता करने के लिए phonons का उपयोग कर के उच्च संकल्प क्षमताओं को दिखाने के। योजनाबद्ध (चित्रा 2) से पता चलता है कि, दोनों उत्तेजना और पता लगाने पर ?...

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High Resolution Phonon-assisted Quasi-resonance Fluorescence Spectroscopy

The manuscript describes a method of phonon-assisted quasi-resonant fluorescence spectroscopy that incorporates both laser-limited resolution and photoluminescence (PL) spectroscopy. This method utilizes optical phonons to provide linewidth-limited resolution spectra of atom-like semiconductor structures in the energy domain. The method is also easily realized with a single spectrometer optical spectroscopy setup.

उच्च संकल्प फ़ोनॉन की मदद से अर्ध गूंज प्रतिदीप्ति स्पेक्ट्रोस्कोपी

High resolution optical spectroscopy methods are demanding in terms of either technology, equipment, complexity, time or a combination of these. Here we ...

The overall goal of Phonon-assisted Quasi-resonance Florescence Spectroscopy is to achieve laser linewidth limited resolution of optical spectra of atom-like semiconductor structures with a standard photoluminescent Spectroscopy setup. This method facilitates study in semiconductor optical Spectroscopy related to zero dimensional systems, such as quantum dots, nitrogen-vacancy centers in diamond, and defects in silicon carbide. The main advantage of this technique is that it has the ability to obtain high-resolution optical spectra of energy features less than 10 micro-electron volts, while retaining polarization information.The implications of this technique extend the power of optical Spectroscopy due to it's ability to obtain high-resolution optical spectra. Individuals new to the method will struggle with finding the signal. The greatest hurdle is using a single spectrometer and extinction filter to eliminate stray laser light.Start with the material or device that will be used in the experiment. This device has quantum dot molecules mounted onto a chip. An overview of the quantum dot molecules is provided in this schematic.There are two indium arsenide quantum dot layers that are embedded between the gallium arsenide layers. Each quantum dot can be optically addressed. The quantum dot molecules are in the intrinsic region of a Schottky diode, allowing application of an electric field.The first step is to mount the device onto the cryostat cold finger for cool down. Before mounting the chip on the cold finger, apply indium foil for the chip to rest on. Next, put the chip in position on top of the foil.Use screws and washers at each end of the device to firmly tighten it to the cold finger and ensure good thermal contact. Continue by attaching the devices electrode wires to the contacts in the cryostat that connect to a source meter. Now mount the cryostat on an XYZ Translation Stage and make the sample accessible to optical probes.In this case, the translation stage is already in the experiment's optical path. Evacuate the cryostat before cooling it down to the desired temperature. Once the sample has cooled, begin to work with the optical elements.For photoluminescence, have a long working distance objective and collimation lens in place to capture light from the sample. From there, use mirrors to direct the light onto a single-stage spectrometer. Employ a nitrogen cooled CCD camera to detect the spectra.In this experiment, we use the last stage of a triple spectrometer. For alignment purposes, mount a white light source near the sample. Illuminate the sample with the source before continuing.Employ a separate camera to capture the image of the sample in the spectrometer. On the bench, work to properly align the collimating and focusing lenses to sharpen the image of the sample. Conclude alignment efforts only when a clean, focused image appears in the camera.After removing the light source, prepare a laser to excite the sample. Use a Tunable Diode Laser set to an energy above the ground state transitions. Direct the laser onto the sample at an oblique angle to reduce detecting scattered light.Employ a lens to focus the beam spot to the smallest size possible on the region captured by the camera. An overview of the setup at this point is given in this schematic. Note the oblique angle of the laser light onto the sample for noise reduction.Use the laser to excite a higher, non-resonant energy, and run the spectrum acquisition software in focus mode to observe the signal. Use the sample Housing Translation Stage to scan the sample through the laser spot. When the CCD captures the discreet lines of the ground state transitions, stop the scan.Concentrate on one quantum dot molecule, and optimize the signal by fine-tuning the laser beam's position. The next step is to generate a Bias map using lap control software. The software first applies a Bias potential across the sample electrodes with a source meter.It then records the spectrum associated with that Bias value. The map is generated by incrementing the Bias potential at regular intervals, recording the energy spectrum at each Bias value, and using the data to produce this representation. Given a Bias map, identify the transition that will be excited.Note the transition Energy and the Bias range of interest. In this figure, the transition is stepped through by scanning the temperature of the sample. A detection signal will be present when the laser is resonant with the transition.Use the chosen transition to determine edge filters for the optical setup. The transition energy justifies a 960 nanometer short pass filter for the excitation branch. A longitudinal optical phonon emission energy for the semiconductor alloy justifies a 960 nanometer long pass filter for the detection branch.The type of filter in the setup can make later steps easier. Interference cut-off filters are ideal because they can be tuned by adjusting the angle. At the computer, set the laser excitation energy and the minus one longitudinal optical phonon center frequency.Start the CCD, collecting spectra in continuous mode. The signal may be hidden by scatter at this point. In order to maximize the signal, return to the bench.There, tune the short pass filter by adjusting it's angle to have the proper wavelength cut-off. Monitor the signal for feedback to determine the best angle. In the lab control software, set the Laser energy to scan a range centered on the transition energy, and set the range of Bias voltages to scan over.This Bias map was created by setting the laser energy, varying the Bias over it's range to collect a spectrum, then repeating this over the entire range of laser energies. By collecting data on the background concurrently, the two can be used during post-processing to remove spurious signals and create an improved image. As seen in these schematics, the experimental setup for the Phonon-assisted Spectroscopy method is almost the same as for standard Spectroscopy.The only difference is the presence of edge filters on both the detection and excitation beam paths in the Phonon-assisted method. To compare this technique with others, consider the resolution of a neutral exciton. This data is from a single spectrometer with non-resident excitation around 918 nanometers.The spectral resolution is about 26 micro-electron volts per pixel, and the electron-hole exchange splitting cannot be resolved. When the same spectral region is studied with a spectrometer in triple additive mode, the resolution is about 10 micro-electron volts. The electron-hole splitting is beginning to be resolved.Using the Quasi-resonant Phonon-assisted Spectroscopy method in the same spectral region, the resolution is laser limited, giving better than one micro-electron volt resolution, and the two peaks are well resolved. The red curve is the result of a double-Lorentzian fit. It suggests an isotropic electron-hole exchange splitting of about 23.3 micro-electron volts.Once mastered, this technique can be done in the matter of a couple of hours. While attempting this procedure, it's important to remember that after obtaining photoluminescence signal, the key to a good spectrum is being able to separate the laser from the photoluminescence. Following this procedure, other additions can be made to the setup, such as adding polarization analyzers to both the excitation and detection path.After it's development, this technique paved the way for researchers in the field of Semiconductor Physics to further explore zero dimensional systems, such as quantum dots. After watching this video, you should have a very good understanding of how to use this Phonon-assisted Quasi-resonance Fluorescence Spectroscopy method in order to obtain very high-resolution optical spectra of atom-like solid state systems. Don't forget that working with lasers can be extremely hazardous, and precautions such as proper safety gear should be worn at all times when performing these experiments.

Research

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Engineering

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