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Deterministic Photon Storage and Readout in a Semimagnetic Quantum Dot–Cavity System Doped with a Single Mn Ion

Titelangaben

Cosacchi, Michael ; Seidelmann, Tim ; Mielnik-Pyszczorski, Adam ; Neumann, Miriam ; Bracht, Thomas K. ; Cygorek, Moritz ; Vagov, Alexei ; Reiter, Doris E. ; Axt, Vollrath Martin:
Deterministic Photon Storage and Readout in a Semimagnetic Quantum Dot–Cavity System Doped with a Single Mn Ion.
In: Advanced Quantum Technologies. Bd. 5 (2022) Heft 4 . - 2100131.
ISSN 2511-9044
DOI: https://doi.org/10.1002/qute.202100131

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Angaben zu Projekten

Projektfinanzierung: Deutsche Forschungsgemeinschaft
Studienstiftung des deutschen Volkes
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Abstract

Light trapping is a crucial mechanism for synchronization in optical communication. Especially on the level of single photons, control of the exact emission time is desirable. In this paper, a single-photon buffering device composed of a quantum dot doped with a single Mn atom in a cavity is theoretically proposed. A method to detain a single cavity photon as an excitation of the dot is presented. The storage scheme is based on bright to dark exciton conversion performed with an off-resonant external optical field and mediated via a spin-flip with the magnetic ion. The induced Stark shift brings both exciton states to resonance and results in an excitation transfer to the optically inactive one. The stored photon can be read out on demand in the same manner by repopulating the bright state, which has a short lifetime. The results indicate the possibility to suspend a photon for almost two orders of magnitude longer than the lifetime of the bright exciton.

Weitere Angaben

Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Begutachteter Beitrag: Ja
Keywords: single photons; storage; quantum emitters; optical cavities; quantum optics
Fachklassifikationen: condensed matter physics (theoretical)
Institutionen der Universität: Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Physikalisches Institut
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Physikalisches Institut > Lehrstuhl Theoretische Physik III > Lehrstuhl Theoretische Physik III - Univ.-Prof. Dr. Martin Axt
Fakultäten
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Physikalisches Institut > Lehrstuhl Theoretische Physik III
Titel an der UBT entstanden: Ja
Themengebiete aus DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
Eingestellt am: 07 Feb 2022 13:09
Letzte Änderung: 03 Aug 2023 12:51
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/68600