Probing Photon Emission in Quantum Dots coupled to a Superconducting Resonator = Detectando la emisión de fotones en puntos cuánticos acoplados a un resonador superconductor

Within the last decade circuit quantum electrodynamics (circuit QED) [1] has proven to be an excellent platform to study the coherent interaction between an artificial atom and a light field. Here an artificial atom, or more precisely an effective two level system, is realized using superconducting...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor Principal: Cujia Peña, Kristian Samuel
Formato: Trabajo de grado (Bachelor Thesis)
Lenguaje:Desconocido (Unknown)
Publicado: 2014
Materias:
Acceso en línea:http://babel.banrepcultural.org/cdm/ref/collection/p17054coll23/id/1205
id ir-p17054coll23-1205
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spelling ir-p17054coll23-12052020-09-29 Probing Photon Emission in Quantum Dots coupled to a Superconducting Resonator = Detectando la emisión de fotones en puntos cuánticos acoplados a un resonador superconductor Cujia Peña, Kristian Samuel Within the last decade circuit quantum electrodynamics (circuit QED) [1] has proven to be an excellent platform to study the coherent interaction between an artificial atom and a light field. Here an artificial atom, or more precisely an effective two level system, is realized using superconducting circuitry while the cavity is realized as a microwave resonator. Recently, an effective two level system realized using a semiconductor double quantum dot (DQD) has been coupled to a microwave resonator. In this hybrid system, interactions between the dipole moment of (single) electrons in a DQD and the electromagnetic field in a microwave resonator have been observed (2,3). Using the same architecture, we initially discuss experiments performed with a resonator sample in order to investigate design parameters influencing its quality factor. With the aim of enabling high bandwidth correlation measurements, we then present the design and implementation of parallel digital filters in a digital signal processing platform. We finally report on experiments to use the microwave resonator as a tool to explore fundamental processes occurring in a DQD driven out-of-equilibrium. In particular, we perform exploratory attempts to probe the microwave radiation emitted from a voltage-biased DQD by means of first and second order correlation function measurements. Resumen: En la última década, la electrodinámica cuántica de circuitos (circuit QED) [1] ha demostrado ser una excelente plataforma para estudiar la interacción coherente entre un átomo artificial y un campo de luz. El esquema consiste en un átomo artificial, o más precisamente un sistema efectivo de dos niveles, implementado usando circuitos superconductors, mientras que la cavidad se implementa como un resonador de microondas. Recientemente, se ha acoplado un sistema de dos niveles, implementado utilizando un punto cuántico doble de semiconductores (DQD), a un resonador de microondas. En este sistema híbrido, se han observado interacciones entre el momento dipolar de electrones (individuales) en un DQD y el campo electromagnético en un resonador de microondas [2,3]. Utilizando la misma arquitectura, inicialmente discutimos experimentos realizados con un resonador para investigar los parámetros de diseño que influyen en su factor de calidad. Con el objetivo de permitir mediciones de correlación de alto ancho de banda, presentamos el diseño e implementación de filtros digitales paralelos en una plataforma de procesamiento digital de señales. Finalmente, presentamos experimentos para utilizar el resonador de microondas como herramienta para explorar los procesos fundamentales que ocurren en un DQD operado fuera de equilibrio. En particular, realizamos intentos exploratorios para sondear la radiación de microondas emitida por un DQD (polarizado con una diferencia de voltage) por medio de mediciones de la función de correlación de primer y segundo orden. Circuit quantum electrodynamics; Quantum dots; Photon emission; Superconducting resonators; Correlation functions; Digital signal processing; Electrodinámica cuántica de circuitos; Puntos cuánticos; Emisión de fotones; Resonadores superconductores; Funciones de correlación; Procesamiento digital de señales Tecnología; Tecnología / Ingeniería y operaciones afines 2014 PDF Tesis ENG - Inglés Colombia Colfuturo © Derechos reservados del autor http://babel.banrepcultural.org/cdm/ref/collection/p17054coll23/id/1205
institution Biblioteca Virtual Banco de la República - Colecciones digitales
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Tecnología; Tecnología / Ingeniería y operaciones afines
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Tecnología; Tecnología / Ingeniería y operaciones afines
Cujia Peña, Kristian Samuel
Probing Photon Emission in Quantum Dots coupled to a Superconducting Resonator = Detectando la emisión de fotones en puntos cuánticos acoplados a un resonador superconductor
description Within the last decade circuit quantum electrodynamics (circuit QED) [1] has proven to be an excellent platform to study the coherent interaction between an artificial atom and a light field. Here an artificial atom, or more precisely an effective two level system, is realized using superconducting circuitry while the cavity is realized as a microwave resonator. Recently, an effective two level system realized using a semiconductor double quantum dot (DQD) has been coupled to a microwave resonator. In this hybrid system, interactions between the dipole moment of (single) electrons in a DQD and the electromagnetic field in a microwave resonator have been observed (2,3). Using the same architecture, we initially discuss experiments performed with a resonator sample in order to investigate design parameters influencing its quality factor. With the aim of enabling high bandwidth correlation measurements, we then present the design and implementation of parallel digital filters in a digital signal processing platform. We finally report on experiments to use the microwave resonator as a tool to explore fundamental processes occurring in a DQD driven out-of-equilibrium. In particular, we perform exploratory attempts to probe the microwave radiation emitted from a voltage-biased DQD by means of first and second order correlation function measurements. Resumen: En la última década, la electrodinámica cuántica de circuitos (circuit QED) [1] ha demostrado ser una excelente plataforma para estudiar la interacción coherente entre un átomo artificial y un campo de luz. El esquema consiste en un átomo artificial, o más precisamente un sistema efectivo de dos niveles, implementado usando circuitos superconductors, mientras que la cavidad se implementa como un resonador de microondas. Recientemente, se ha acoplado un sistema de dos niveles, implementado utilizando un punto cuántico doble de semiconductores (DQD), a un resonador de microondas. En este sistema híbrido, se han observado interacciones entre el momento dipolar de electrones (individuales) en un DQD y el campo electromagnético en un resonador de microondas [2,3]. Utilizando la misma arquitectura, inicialmente discutimos experimentos realizados con un resonador para investigar los parámetros de diseño que influyen en su factor de calidad. Con el objetivo de permitir mediciones de correlación de alto ancho de banda, presentamos el diseño e implementación de filtros digitales paralelos en una plataforma de procesamiento digital de señales. Finalmente, presentamos experimentos para utilizar el resonador de microondas como herramienta para explorar los procesos fundamentales que ocurren en un DQD operado fuera de equilibrio. En particular, realizamos intentos exploratorios para sondear la radiación de microondas emitida por un DQD (polarizado con una diferencia de voltage) por medio de mediciones de la función de correlación de primer y segundo orden.
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