26466

طراحي، تحليل و شبيه سازي گسيلنده تك فوتون مبتني بر نقاط كوانتومي به منظور استفاده در پردازش اطلاعات كوانتومي

كارشناسي ارشد

مهندسي برق

1397-1400

1400/8/30

دكتر شهرام محمدنژاد

مهندسي برق

گسيلنده¬هاي تك فوتون يك نقش اساسي در تعدادي از تكنولوژي¬هاي اطلاعات كوانتومي مانند توزيع كليد كوانتومي بازي مي¬كنند. در اين پروتكل¬ها، هدف، دستيابي به فوتون¬هايي در طول موج مخابراتي مي-باشد چرا كه فوتون¬ها در اين محدوده، تلفات انتقال فوتون¬ها در فيبرهاي نوري پايين مي¬باشد. در اين پژوهش، ما تلاش كرديم تا با شبيه¬سازي يك گسيلنده تك¬فوتون نقطه كوانتومي جاساز شده داخل نانوسيم، نتايج فاكتور پرسل، فاكتور كيفيت و شدت ميدان الكتريكي ساختار را به دست آورده و تحليل كنيم. در اين شبيه¬سازي¬ها نقطه كوانتومي با يك منبع دوقطبي الكتريكي مدل شده¬است كه در يك ساختار هگزاگونال با مشخصه ضريب شكست ماده InP بعنوان نانوسيم، جاساز شده است. براي بهينه-سازي نتايج موردنظر پارامترهاي تاثير گذار در شبيه¬سازي شامل ارتفاع و شعاع نانوسيم، اندازه و شكل نقطه كوانتومي، موقعيت منبع بر روي محور نانوسيم و جهت قطبش دوقطبي سوئيپ شدند و پس از انجام تست¬هاي همگرايي، نهايتا براي نانوسيم با ارتفاع 10 ميكرومتر و شعاع 220 نانومتر، پيك فاكتور پرسل در طول موج 8/1024 نانومتر برابر با 45/5 و مقدار فاكتور كيفيت برابر با 71/366 به دست آمد.

1401/02/20

Design, Analysis and Simulation of a Single Photon Emitter based on Quantum dot in Nanowire for using in Quantum Information Processing

11/21/2022 12:00:00 AM

Single photon emitters play a key role in a number of quantum information technologies such as quantum key distribution. In these protocols, the goal is to achieve photons in the telecommunication wavelength because the photons in this range have low photon transmission losses in the optical fibers. In this research, we tried to obtain and analyze the results of purcell factor, quality factor and electric field intensity of the structure by simulating a single-photon emitter of a quantum dot embedded inside a nanowire. In these simulations, a quantum dot is modeled with an electric dipole source embedded in a hexagonal structure characterized by the refractive index of InP as a nanowire. To optimize the desired results, the effective parameters in the simulation including the height and radius of the nanowire, the size and shape of the quantum dot, the position of the source on the nanowire axis and the direction of dipole polarization were swiped. For the nanowire Height of 10 μm and the radius of 220 nm, a purcell factor peak of 5.45 and a quality factor of 366.71 at 1024.8 nm was obtained.

نقطه كوانتومي , نانوسيم , گسيلنده تك¬فوتون , شبيه سازي FDTD، , مخابرات كوانتومي

Amine Mahmoudi

Shahram Mohammadnejad