prof. dr hab. Paweł Machnikowski (IF PWr)

Kolektywna emisja spontaniczna z podwójnych kropek kwantowych i z zespołów kropek

W tej prezentacji przedstawię wyniki teoretycznego modelowania luminescencji z układów złożonych z dwóch kropek kwantowych oraz z dużych zespołów kropek. Na emisję z takich układów ma wpływ ich kolektywne oddziaływanie z modami pola elektromagnetycznego oraz sprzężenie pomiędzy kropkami. Istotne znaczenie może też mieć redystrybucja obsadzeń pomiędzy zdelokalizowanymi stanami jednoekscytonowymi, która jest konsekwencją oddziaływań z fononami. Powodują one, że własności optyczne struktur złożonych z wielu kropek różnią się istotnie od zwykłego wykładniczego zaniku typowego dla pojedynczych emiterów. Pokażę, że tworzenie się zdelokalizowanych stanów w różnym stopniu sprzężonych do pola elektromagnetycznego (stany "jasne" i "ciemne") prowadzi do niewykładniczego zaniku populacji ekscytonu i sygnału koherentnej luminescencji z podwójnej kropki. Efekty kolektywne mogą również prowadzić do pułapkowania obsadzeń ekscytonowych w stanach ciemnych i do niemonotonicznej zależności czasu życia ekscytonu od temperatury. W przypadku gęstych zespołów kropek, kolektywna natura emisji spontanicznej w obecności sprzężeń pomiędzy kropkami prowadzi do zwiększonej szybkości emisji spontanicznej. Nasze wyniki wskazują jednak, że fundamentalne oddziaływania dipolowe (dalekiego zasięgu) są zbyt słabe, by wyjaśnić obserwowany efekt. Okazuje się, że dodatkowe oddziaływania bliskozasięgowe mogą faktycznie prowadzić do szybszej rekombinacji promienistej, w zgodzie z wynikami pomiarów.