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Inducing micromechanical motion by optical excitation of a single quantum dot

Authors :
Alexia Auffèves
Pierre Verlot
Pierre-Louis de Assis
Benjamin Besga
Benjamin Pigeau
Jean-Michel Gérard
Jan Kettler
Laure Mercier de Lépinay
Jean-Philippe Poizat
Nitika Vaish
Maxime Richard
Julien Claudon
Olivier Arcizet
Olivier Bourgeois
Nanophysique et Semiconducteurs (NEEL - NPSC)
Institut Néel (NEEL)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )
Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )
Université Grenoble Alpes (UGA)
Nano-Optique et Forces (NEEL - NOF)
Laboratoire de Physique de l'ENS Lyon (Phys-ENS)
École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Universidade Estadual de Campinas = University of Campinas (UNICAMP)
Thermodynamique et biophysique des petits systèmes (NEEL - TPS)
Nanophysique et Semiconducteurs (NPSC)
PHotonique, ELectronique et Ingénierie QuantiqueS (PHELIQS)
Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)
University of Nottingham, UK (UON)
ANR-16-CE09-0010,QDOT,Transducteurs optomécaniques à base de boites quantiques(2016)
ANR-16-CE30-0021,QFL,Fluides Quantiques de Lumière(2016)
Nano-Optique et Forces (NOF)
École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon
University of Campinas [Campinas] (UNICAMP)
Thermodynamique et biophysique des petits systèmes (TPS)
Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )
Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )
Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Université Grenoble Alpes (UGA)
Source :
Nature Nanotechnology, Nature Nanotechnology, 2021, 16, pp.283-287. ⟨10.1038/s41565-020-00814-y⟩, Nature Nanotechnology, Nature Publishing Group, 2021, 16, pp.283-287. ⟨10.1038/s41565-020-00814-y⟩, Nature Nanotechnology, Nature Publishing Group, 2020, ⟨10.1038/s41565-020-00814-y⟩, HAL
Publication Year :
2020
Publisher :
Springer Science and Business Media LLC, 2020.

Abstract

Hybrid quantum optomechanical systems offer an interface between a single two-level system and a macroscopical mechanical degree of freedom. In this work, we build a hybrid system made of a vibrating microwire coupled to a single semiconductor quantum dot (QD) via material strain. It was shown a few years ago, that the QD excitonic transition energy can thus be modulated by the microwire motion. We demonstrate here the reverse effect, whereby the wire is set in motion by the resonant drive of a single QD exciton with a laser modulated at the mechanical frequency. The resulting driving force is found to be almost 3 orders of magnitude larger than radiation pressure. From a fundamental aspect, this state dependent force offers a convenient strategy to map the QD quantum state onto a mechanical degree of freedom.<br />Comment: 16 pages, 12 figures

Details

ISSN :
17483395 and 17483387
Volume :
16
Database :
OpenAIRE
Journal :
Nature Nanotechnology
Accession number :
edsair.doi.dedup.....2f86b10f13f26a02c4685aff351d8e1b
Full Text :
https://doi.org/10.1038/s41565-020-00814-y