A detailed temporal analysis of the spectral diffusion phenomenon in single photon emitting InGaN/GaN quantum dots (QDs) is performed via measurements of both time-varying emission spectra and single photon emission intensity autocorrelation times. Excitation dependent phenomena are investigated via the optical excitation of carriers into the GaN barrier material and also directly into InGaN. Excitation into InGaN reveals that the fastest environmental fluctuations occur on timescales as long as a few hundreds of nanoseconds: an order of magnitude longer than previously measured in GaN QDs. Such long time scales may in future allow for the generation of indistinguishable photons in spite of the fact that the experimentally measured linewidths are broad.
References
1.
P.
Michler
, A.
Kiraz
, C.
Becher
, W.
Schoenfeld
, P.
Petroff
, L.
Zhang
, E.
Hu
, and A.
Imamoglu
, Science
290
, 2282
(2000
).2.
J. C.
Loredo
, N. A.
Zakaria
, N.
Somaschi
, C.
Anton
, L.
De Santis
, V.
Giesz
, T.
Grange
, M. A.
Broome
, O.
Gazzano
, G.
Coppola
et al., Optica
3
, 433
(2016
).3.
N.
Somaschi
, V.
Giesz
, L.
De Santis
, J. C.
Loredo
, M. P.
Almeida
, G.
Hornecker
, S. L.
Portalupi
, T.
Grange
, C.
Anton
, J.
Demory
et al., Nat. Photonics
10
, 340
(2016
).4.
T.
Miyazawa
, K.
Takemoto
, Y.
Nambu
, S.
Miki
, T.
Yamashita
, H.
Terai
, M.
Fujiwara
, M.
Sasaki
, Y.
Sakuma
, M.
Takatsu
, T.
Yamamoto
, and Y.
Arakawa
, Appl. Phys. Lett.
109
, 132106
(2016
).5.
X.
Wang
, X.
Cai
, Z.
Su
, M.
Chen
, D.
Wu
, L.
Li
, N.
Liu
, C.
Lu
, and J.
Pan
, Nature
518
, 516
(2015
).6.
M.
Kroutvar
, Y.
Ducommun
, D.
Heiss
, M.
Bichler
, D.
Schuh
, G.
Abstreiter
, and J.
Finley
, Nature
432
, 81
(2004
).7.
H.
Kimble
, Nature
453
, 1023
(2008
).8.
E.
Waks
, K.
Inoue
, C.
Santori
, D.
Fattal
, J.
Vuckovic
, G.
Solomon
, and Y.
Yamamoto
, Nature
420
, 762
(2002
).9.
B.
Daudin
, J. Phys: Condens. Matter
20
, 473201
(2008
).10.
H.
Sekiguchi
, K.
Kishino
, and A.
Kikuchi
, Appl. Phys. Lett.
96
, 231104
(2010
).11.
S.
Tomic
, J.
Pal
, M.
Migliorato
, R.
Young
, and N.
Vukmirović
, ACS Photonics
2
, 958
(2015
).12.
B.
Damilano
, N.
Grandjean
, F.
Semond
, J.
Massies
, and M.
Leroux
, Appl. Phys. Lett.
75
(7
), 962
(1999
).13.
S.
Kako
, C.
Santori
, K.
Hoshino
, S.
Götzinger
, Y.
Yamamoto
, and Y.
Arakawa
, Nat. Mater.
5
, 887
(2006
).14.
S.
Deshpande
, T.
Frost
, A.
Hazari
, and P.
Bhattacharya
, Appl. Phys. Lett.
105
, 141109
(2014
).15.
M.
Holmes
, K.
Choi
, S.
Kako
, M.
Arita
, and Y.
Arakawa
, Nano Lett.
14
, 982
(2014
).16.
S.
Kako
, M.
Holmes
, S.
Sergent
, M.
Burger
, D.
As
, and Y.
Arakawa
, Appl. Phys. Lett.
104
, 011101
(2014
).17.
M.
Holmes
, S.
Kako
, K.
Choi
, M.
Arita
, and Y.
Arakawa
, ACS Photonics
3
, 543
(2016
).18.
F.
Le Roux
, K.
Gao
, M.
Holmes
, S.
Kako
, M.
Arita
, and Y.
Arakawa
, Sci. Rep.
7
, 16107
(2017
).19.
T.
Wang
, T. J.
Puchtler
, T.
Zhu
, J. C.
Jarman
, L. P.
Nuttall
, R. A.
Oliver
, and R. A.
Taylor
, Nanoscale
9
, 9421
(2017
).20.
S.
Gong
, S.
Kim
, J.
Kim
, J.
Cho
, and Y.
Cho
, ACS Photonics
5
, 711
–717
(2018
).21.
M.
Arita
, F.
Le Roux
, M.
Holmes
, S.
Kako
, and Y.
Arakawa
, Nano Lett.
17
, 2902
(2017
).22.
M.
Holmes
, S.
Kako
, K.
Choi
, M.
Arita
, and Y.
Arakawa
, Phys. Rev. B
92
, 115447
(2015
).23.
K.
Gao
, I.
Solovev
, M.
Holmes
, M.
Arita
, and Y.
Arakawa
, AIP Adv.
7
, 125216
(2017
).24.
C.
Kindel
, G.
Callsen
, S.
Kako
, T.
Kawano
, H.
Oishi
, G.
Honig
, A.
Schliwa
, A.
Hoffmann
, and Y.
Arakawa
, Phys. Status Solidi RRL
8
(5
), 408
(2014
).25.
S.
Sergent
, S.
Kako
, M.
Burger
, T.
Schupp
, D.
As
, and Y.
Arakawa
, Appl. Phys. Lett.
105
(14
), 141112
(2014
).26.
R.
Bardoux
, T.
Guillet
, P.
Lefebvre
, T.
Taliercio
, T.
Bretagnon
, S.
Rousset
, B.
Gil
, and F.
Semond
, Phys. Rev. B
74
, 195319
(2006
).27.
B.
Reid
, T.
Zhu
, T.
Puchtler
, L.
Fletcher
, C.
Chan
, R.
Oliver
, and R.
Taylor
, Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
52
, 08JE01
(2013
).28.
C.
Santori
, D.
Fattal
, J.
Vuckovic
, G.
Solomon
, and Y.
Yamamoto
, Nature
419
, 594
–597
(2002
).29.
H.
Wang
, Y.
He
, Y.
Li
, Z.
Su
, B.
Li
, H.
Huang
, X.
Ding
, M.
Chen
, C.
Liu
, J.
Qin
et al., Nat. Photonics
11
, 361
–365
(2017
).30.
T.
Huber
, A.
Predojević
, D.
Föger
, G.
Solomon
, and G.
Weihs
, New J. Phys.
17
, 123025
(2015
).31.
T.
Santana
, Y.
Ma
, R.
Malein
, F.
Bastiman
, E.
Clarke
, and B.
Gerardot
, Phys. Rev. B
95
, 201410(R)
(2017
).32.
R. A.
Oliver
, G. A.
Briggs
, M. J.
Kappers
, C. J.
Humphreys
, S.
Yasin
, J. H.
Rice
, J. D.
Smith
, and R. A.
Taylor
, Appl. Phys. Lett.
83
, 755
(2003
).33.
T.
Zhu
, F.
Oehler
, B. P. L.
Reid
, R. M.
Emery
, R. A.
Taylor
, M. J.
Kappers
, and R. A.
Oliver
, Appl. Phys. Lett.
102
, 251905
(2013
).34.
T.
Zhu
, H. A. R.
El-Ella
, B.
Reid
, M. J.
Holmes
, R. A.
Taylor
, M. J.
Kappers
, and R. A.
Oliver
, J. Cryst. Growth
338
, 262
(2012
).35.
H. P.
Springbett
, K.
Gao
, J.
Jarman
, T.
Zhu
, M.
Holmes
, Y.
Arakawa
, and R. A.
Oliver
, Appl. Phys. Lett.
113
, 101107
(2018
).36.
T.
Zhu
, Y.
Liu
, T.
Ding
, W. Y.
Fu
, J.
Jarman
, C. X.
Ren
, R.
Vasant Kumar
, and R. A.
Oliver
, Sci. Rep.
7
, 45344
(2017
).37.
A.
Woolf
, T.
Puchtler
, I.
Aharonovich
, T.
Zhu
, N.
Niu
, D.
Wang
, R.
Oliver
, and E. L.
Hu
, Proc. Natl. Acad. Sci.
111
, 14042
(2014
).38.
J. H.
Rice
, J. W.
Robinson
, A.
Jarjour
, R. A.
Taylor
, R. A.
Oliver
, G. A. D.
Briggs
, M. J.
Kappers
, and C. J.
Humphreys
, Appl. Phys. Lett.
84
, 4110
(2004
).39.
M. J.
Holmes
, M.
Arita
, and Y.
Arakawa
, Semicond. Sci. Technol.
34
, 033001
(2019
).40.
S. A.
Empedocles
and M. G.
Bawendi
, Science
278
, 2114
(1997
).41.
G.
Sallen
, A.
Tribu
, T.
Aichele
, R.
André
, L.
Besombes
, C.
Bougerol
, M.
Richard
, S.
Tatarenko
, K.
Kheng
, and J.
Poizat
, Nat. Photonics
4
, 696
(2010
).42.
T. T.
Tran
, S.
Choi
, J. A.
Scott
, Z.-Q.
Xu
, C.
Zheng
, G.
Seniutinas
, A.
Bendavid
, M. S.
Fuhrer
, M.
Toth
, and I.
Aharonovich
, Adv. Opt. Mater.
5
, 1600939
(2017
).43.
G.
Sallen
, A.
Tribu
, T.
Aichele
, R.
André
, L.
Besombes
, C.
Bougerol
, M.
Richard
, S.
Tatarenko
, K.
Kheng
, and J.
Poizat
, Phys. Rev. B
84
, 041405(R)
(2011
).44.
M.
Abbarchi
, T.
Kuroda
, T.
Mano
, M.
Gurioli
, and K.
Sakoda
, Phys. Rev. B
86
, 115330
(2012
).45.
J.
Wolters
, N.
Sadzak
, A.
Schell
, T.
Schroder
, and O.
Benson
, Phys. Rev. Lett.
110
, 027401
(2013
).© 2019 Author(s).
2019
Author(s)
You do not currently have access to this content.
