Shanghai Institute of Optics and Precision Machinery gjør fremskritt i synergistisk eksitonpolarisering Exciton Bose Einstein-kondensering

Nylig har teamet til forskeren Dong Hongxing og forsker Zhang Long fra Infrared Optical Materials Research Center, Institutt for avanserte laser og optoelektroniske funksjonelle materialer, Shanghai Institute of Optics Precision Machinery, Chinese Academy of Sciences (SIPM), i samarbeid med East China Normal University (ECNU), har løst den kinetiske prosessen og dens fysiske mekanisme for faseovergangen fra superfluorescens til synergetisk eksiton-polarisert eksiton-koalescens i den basert på kalkogenid-kvanteprikker-tynnfilmsystemet, med de relaterte forskningsresultatene publisert som den relaterte forskningen resultatene ble publisert i tidsskriftet "Observation of Transition from Superfluorescence to Polariton Condensation in CsPbBr3 Quantum Dots Film". -Vitenskap og applikasjoner.
Et stort antall dipoler synkroniseres spontant av et vakuumfelt for å danne et makroskopisk dipolmoment og produsere et kort og intenst lysutbrudd, den såkalte superfluorescens. Hyperfluorescens er en ideell plattform for å studere mange-kroppskorrelasjonsmekanismen i eksitonsystemer og for å utvikle skarpe kvantelyskilder og ultraraske optiske teknologier. I mellomtiden bidrar egenskapene til kooperative eksitoner med høyere vibronisk intensitet for studiet av ikke-lineære egenskaper til kooperative eksitoner, og det er lettere å realisere koalescensen av kooperative eksitonpolariserte eksitoner, noe som kan bidra til å utvide bruksområdene innen kvantelogikk porter, topologiske tilstandseksitasjoner og så videre. For tiden er det fortsatt et gap i studiet av reguleringen av koblingsstyrken mellom lys- og kooperative materietilstander og faseovergangsmekanismen fra hyperfluorescens til coexciton-polarisert eksitonkondensasjon. Å realisere justeringen av koblingsstyrken mellom lette og samarbeidende materietilstander basert på kvantepunktsystemet og å løse den ultraraske faseovergangen regulert av det optiske hulrommets felt er avgjørende for videre utvikling og anvendelse av kvanteenheter.
I lys av dette foreslo forskerne å introdusere et eksternt hulrom for å justere koblingsstyrken til lys og samarbeidende eksitoner, basert på den distribuerte Bragg-reflektorhalvhulen på strukturen til kalkogenid kvanteprikker tynnfilm beviste det sterke koblingsfenomenet mellom kooperativet. eksitoner og Bragg-modus, Rabi-spaltningen på 21,6 meV. I tillegg, i løpet av studien, ble fenomenet koalescens av de samarbeidende eksitonene polarisasjonseksiton også observert. De involverte korrelerte eksitonene viser betydelig koblingsforbedring, et fenomen hovedsakelig på grunn av den tilfeldige fasesynkroniseringen forårsaket av de synergistiske effekteninduserte eksitonene, noe som resulterer i dannelsen av makroskopiske dipolmomenter med konsistente polarisasjonsretninger. Realiseringen av den nye kvasipartikkelen Bose Einstein-kondensasjonen gir nye muligheter for utvikling av ultrasmale avstembare lasere. I tillegg fremmer den to-optiske materie-egenskapen til den synergistiske exciton-polariserte exciton-kondensasjonen potensielle anvendelser av synergistisk exciton-polarisert exciton-kondensasjon i kvantesimuleringer, ukonvensjonelle koherente lyskilder og logiske enheter for all-optisk polarisasjon.
Dette arbeidet er støttet av National Natural Science Foundation of China, Shanghai Young Top Talent Program, Shanghai Leading Talent Program og andre programmer.

Fig. 1 (a) Skjematisk struktur av en kvantepunktfilm på DBR-substrat; (b) hyperfluorescensspektra av en kvantepunktfilm på silisiumsubstrat og reflektansspektra for DBR-substrat; (c) Vinkeloppløste fotoluminescensspektre av en kvanteprikk supergitter tynn film på DBR; (d) Beregning av tettheten av tilstandene til den polariserte eksiton versus vinkel og bølgelengde; (e) andreordens derivatplott i fig. (c); og (f) Vinkeloppløste reflektansspektra til DBR.