Gill, Th. B. and Pavlov, Sergey and Kidd, C. S. and Dean, P. and Burnett, A. D. and Dunn, A. and Li, L. and Abrosimov, N. V. and Hübers, Heinz-Wilhelm and Linfield, E. H. and Davies, A. G. and Freeman, J. R. (2024) 2D Time-Domain Spectroscopy for Determination of Energy and Momentum Relaxation Rates of Hydrogen-Like Donor States in Germanium. ACS Photonics, 11, pp. 1447-1455. American Chemical society (ACS). doi: 10.1021/acsphotonics.3c01522. ISSN 2330-4022.
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Official URL: https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsphotonics.3c01522
Abstract
We present measurements of the coherence times of excited states of hydrogen-like arsenic impurities in germanium (Ge:As) using a table-top two-dimensional time-domain spectroscopy (2D-TDS) system. We show that this laboratory system is capable of resolving the coherence lifetimes of atomic-like excited levels of impurity centers in semiconductors, such as those used in solid-state quantum information technologies, on a subpicosecond time scale. By fitting the coherent nonlinear response of the system with the known intracenter transition frequencies, we are able to monitor coherent population transfer and decay of the transitions from the 2p0 and 2p± states for different low excitation pulse fields. Furthermore, by examining the off-diagonal resonances in the 2D frequency-domain map, we are able to identify coherences between excited electronic states that are not visible via conventional single-frequency pump−probe or Hahn-echo measurements.
Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/204098/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Document Type: | Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Title: | 2D Time-Domain Spectroscopy for Determination of Energy and Momentum Relaxation Rates of Hydrogen-Like Donor States in Germanium | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Authors: |
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Date: | 27 March 2024 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Journal or Publication Title: | ACS Photonics | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volume: | 11 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1021/acsphotonics.3c01522 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Page Range: | pp. 1447-1455 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Publisher: | American Chemical society (ACS) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 2330-4022 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Keywords: | Time-domain spectroscopy, Germanium | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Research field: | Aeronautics, Space and Transport | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program: | Space | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program Themes: | Space System Technology | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research area: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Program: | R SY - Space System Technology | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research theme (Project): | R - Detectors for optical instruments | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Location: | Berlin-Adlershof | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institutes and Institutions: | Institute of Optical Sensor Systems > Terahertz and Laser Spectroscopy | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited By: | Pavlov, Dr. Sergey | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited On: | 06 May 2024 09:15 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Last Modified: | 11 Nov 2024 14:10 |
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