Institutul de optică și mașini de precizie din Shanghai face progrese în polarizarea sinergică a excitației Exciton Bose Einstein Condens

Recent, echipa cercetătorului Dong Hongxing și a cercetătorului Zhang Long de la Centrul de Cercetare a Materialelor Optice în Infraroșu, Departamentul de Laser Avansat și Materiale Funcționale Optoelectronice, Institutul de Mașini de Precizie Optică din Shanghai, Academia Chineză de Științe (SIPM), în colaborare cu Universitatea Normală din China de Est (ECNU), a rezolvat procesul cinetic și mecanismul său fizic al tranziției de fază de la superfluorescență la coalescența excitonului polarizat sinergetic cu exciton pe baza sistemului de peliculă subțire cu puncte cuantice de calcogenura, rezultatele cercetării aferente fiind publicate ca Cercetarea aferentă rezultatele au fost publicate în revista „Observarea tranziției de la superfluorescență la condensarea polaritonului în filmul cu puncte cuantice CsPbBr3”. -Știință și aplicații.
Un număr mare de dipoli sunt sincronizați spontan de un câmp de vid pentru a forma un moment dipol macroscopic și produce o explozie scurtă și intensă de lumină, așa-numita superfluorescență. Hiperfluorescența este o platformă ideală pentru a studia mecanismul de corelare a mai multor corpuri în sistemele de exciton și pentru a dezvolta surse de lumină cuantică strălucitoare și tehnologii optice ultrarapide. Între timp, caracteristicile excitonilor cooperanți cu intensitate vibronică mai mare sunt favorabile studiului proprietăților neliniare ale excitonilor cooperanți și este mai ușor de realizat coalescența excitonilor polarizați cu exciton cooperativ, care poate ajuta la extinderea aplicațiilor în domeniile logicii cuantice. porți, excitații topologice și așa mai departe. În prezent, există încă un decalaj în studiul reglării puterii de cuplare între stările de lumină și materie de cooperare și mecanismul de tranziție de fază de la hiperfluorescență la condensarea excitonului polarizat cu coexciton. Realizarea reglajului forței de cuplare între stările de lumină și materie de cooperare pe baza sistemului de puncte cuantice și rezolvarea tranziției de fază ultrarapidă reglată de câmpul optic al cavității sunt cruciale pentru dezvoltarea și aplicarea ulterioară a dispozitivelor cuantice.
Având în vedere acest lucru, cercetătorii au propus să introducă o cavitate externă pentru a regla puterea de cuplare a excitonilor lumini și cooperanți, bazată pe semicavitatea reflectorului Bragg distribuită pe structura punctelor cuantice de calcogenura, filmul subțire a dovedit fenomenul puternic de cuplare dintre cooperative. excitoni și modul Bragg, clivajul Rabi de 21,6 meV. În plus, în cursul studiului, a fost observat și fenomenul de coalescență a excitonului de polarizare a excitonilor cooperativi. Excitonii corelați implicați prezintă o îmbunătățire semnificativă a cuplării, un fenomen datorat în principal sincronizării aleatorii fazei cauzate de excitonii induși de efectul sinergic, care are ca rezultat formarea de momente dipol macroscopice cu direcții de polarizare consistente. Realizarea noii cvasiparticule de condensare Bose Einstein oferă noi posibilități pentru dezvoltarea laserelor reglabile ultra-înguste. În plus, proprietatea de două materii optice a condensării excitonului polarizat cu exciton sinergic promovează aplicațiile potențiale ale condensării excitonului polarizat cu exciton sinergic în simulări cuantice, surse de lumină coerente neconvenționale și dispozitive logice de polarizare totală optică.
Această lucrare este susținută de Fundația Națională de Științe Naturale din China, Programul Shanghai Young Top Talent, Shanghai Leading Talent Program și alte programe.

Fig. 1 (a) Structura schematică a unui film cu puncte cuantice pe substrat DBR; (b) spectre de hiperfluorescență ale unui film cu puncte cuantice pe substrat de siliciu și spectre de reflectare ale substratului DBR; (c) Spectrele de fotoluminiscență cu rezoluție în unghi ale unei pelicule subțiri de superlatice cu puncte cuantice pe DBR; (d) Calculul densității stărilor excitonului polarizat în funcție de unghi și lungime de undă; (e) graficul derivatelor de ordinul doi din Fig. (c); și (f) Spectrele de reflexie rezolvate în unghi ale DBR.