kth.sePublications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Localized and extended states in finite-sized mosaic Wannier-Stark lattices
KTH, School of Engineering Sciences (SCI), Applied Physics.
2023 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Lokaliserade och förlängda tillstånd i ändliga storlek mosaika Wannier-Stark-gitter (Swedish)
Abstract [en]

Anderson localization occurs when an otherwise conductive solid becomes insulatingdue to a sufficiently large degree of disorder in the medium. The electron band energy(as a function of disorder) at which this transition between extended and localizedelectron states occur is called the mobility edge (ME) and is energy-dependent only in3-dimensional systems. In lower dimensional systems, energy-independent ME (allstates localized or all extended) has been demonstrated by replacing disorder withquasi-periodic potential. However, recent theoretical findings indicate that neitherdisorder nor quasi-periodic potential is necessary for a material to exhibit electronlocalization and existence of energy-dependent pseudo ME at finite system size.In this thesis work, we use light in coupled silicon nitride waveguides to simulatesingle-particle transport of a solid-state medium and investigate the coexistence ofdelocalized and localized states in disorder-free photonic lattices of finite systemsize. This was achieved by implementing a simulated linearly increasing electricpotential on even-numbered sites by varying the refractive index of the wave guide(ch. 3). Through our experimental setup, we successfully achieved a coexistence oflocalized and delocalized states, where the degree of localization varies depending onthe strength of the applied electric field.The findings have implications for the field of quantum technology, whereunderstanding and controlling quantum states is crucial. The ability to achievelocalization in the absence of disorder opens new possibilities for designing andengineering photonic devices for quantum information processing tasks.

Abstract [sv]

Anderson-lokalisering uppstår när ett annars ledande fast material blir isolerande pågrund av en tillräckligt stor grad av oordning i mediet. Elektronbandsenergin (som enfunktion av oordning) vid vilken denna övergång mellan förlängda och lokaliseradeelektrontillstånd sker kallas mobilitetskanten (ME) och är energiberoende endasti 3-dimensionella system. I lägre dimensionella system har energioberoende ME(alla tillstånd lokaliserade eller alla förlängda) påvisats genom att ersätta oordningmed kvasi-periodisk spänning. Nya teoretiska fynd indikerar dock att varkenoordning eller kvasi-periodisk spänning är nödvändig för att ett material ska uppvisaelektronlokalisering och förekomsten av energiberoende pseudo-ME för system avfinita storlekar.I detta examensarbete använder vi ljus i kopplade vågledare av kiselnitrid föratt simulera transport av en partikel i ett fast tillståndsmedium och undersökersamexistensen av icke-lokaliserade och lokaliserade tillstånd i finita system utanoordning med fotoniska gitter. Detta uppnåddes genom att implementera ensimulerad linjärt ökande elektrisk potential på varje jämnt numrerat gitterläge platsgenom att öka vågledarbredderna och noll elektrisk spänning på varje udda. Genomvårt experimentella upplägg lyckades vi uppnå lokaliserade och förlängda tillstånd, därgraden av lokaliseringen varierade beroende på styrkan av det tillämpade elektriskafältet.Fynden har implikationer för kvantteknologi, där förståelse och kontroll avkvanttillstånd är avgörande. Förmågan att uppnå lokalisering i frånvaro avoordning öppnar nya möjligheter för att designa och konstruera fotoniska enheter förkvantinformationsprocesser.

Place, publisher, year, edition, pages
2023.
Series
TRITA-SCI-GRU ; 2023:426
Keywords [en]
Applied Physics, Condensed matter physics, quantum technology, quantum nanophotonics, localization, mobility edge, phase transition
Keywords [sv]
Tillämpad Fysik, Kondenserade materiens fysik, kvantteknologi, kvantnanofotonik, lokalisering, fasövergång
National Category
Physical Sciences
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-341035OAI: oai:DiVA.org:kth-341035DiVA, id: diva2:1820859
Subject / course
Physics
Educational program
Master of Science - Engineeering Physics
Supervisors
Examiners
Available from: 2023-12-19 Created: 2023-12-19 Last updated: 2023-12-19Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(7371 kB)249 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 7371 kBChecksum SHA-512
f2220514bac970cc201a105d9336760e6aa4cdeaab4d35b7b89886a7380fce21acafbe92784a860cb6d7dca4288bd7a2ce93766f377fb797171453670abf13ed
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Applied Physics
Physical Sciences

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 250 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 255 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf