Dephasing in Quantum Dots: Quadratic Coupling to Acoustic Phonons

A microscopic theory of optical transitions in quantum dots with carrier-phonon interaction is developed. Virtual transitions into higher confined states with acoustic phonon assistance add a quadratic phonon coupling to the standard linear one, thus extending the independent Boson model. Summing infinitely many diagrams in the cumulant, a numerically exact solution for the interband polarization is found. Its full time dependence and the absorption lineshape of the quantum dot are calculated. It is the quadratic interaction which gives rise to a temperature-dependent broadening of the zero-phonon line, being here calculated for the first time in a consistent scheme.Comment: 4 pages, 2 figure

Dephasing times in quantum dots due to elastic LO phonon-carrier collisions

Interpretation of experiments on quantum dot (QD) lasers presents a challenge: the phonon bottleneck, which should strongly suppress relaxation and dephasing of the discrete energy states, often seems to be inoperative. We suggest and develop a theory for an intrinsic mechanism for dephasing in QD's: second-order elastic interaction between quantum dot charge carriers and LO-phonons. The calculated dephasing times are of the order of 200 fs at room temperature, consistent with experiments. The phonon bottleneck thus does not prevent significant room temperature dephasing.Comment: 4 pages, 1 figure, accepted for Phys. Rev. Let

Temperaturverbreiterung und -verschiebung der phononenlosen Linien in den optischen Spektren dotierter Kristalle

Die Unmöglichkeit, mit den vorhandenen theoretischen Formeln die Hochtemperaturverschiebung der schmalen phononenlosen Linien (PLL) zu beschreiben, was vor allem mit dem Beitrag des Phononenflügels (PF) zu der zu messenden Halbwertbreite zusammenhängt. Eine nicht schlechte Übereinstimmung von allen untersuchten Niedertemperaturangaben zu der PLL-Verbreiterung mit den theoretischen Kurven, die in dieser Arbeit aufgestellt werden. Die Möglichkeit, im Versuch die Nichtspiegelbildlichkeit im PF, die durch die Veränderung der elastischen Kräfte bedingt ist, zu beobachten. Tatsächlich erweist sich zwei von vier Fällen die Veränderung der Kraftmatrix des Kristalls als ausreichend groß, damit die Nichtspiegelbildlichkeit erkennbar wird