Shanghai Institute of Optics and Precision Machinery og andre gjør fremskritt i studiet av Bose-Einstein-kondensering av synergistiske exciton-polariserte eksitoner

Nylig har teamet til Hongxing Dong og Long Zhang, forskere fra Infrared Optical Materials Research Center, Department of Advanced Laser and Optoelectronic Functional Materials, Shanghai Institute of Optics and Precision Machinery, Chinese Academy of Sciences (SIPM), sammen med forskerne fra East China Normal University, har løst den kinetiske prosessen og den fysiske mekanismen for faseovergangen fra hyperfluorescens til coexciton polarisert eksitonkondensasjon basert på tynnfilmsystemet av kalkogenid kvanteprikker. De relaterte forskningsresultatene, med tittelen Observation of Transition from Superfluorescence to Polariton Condensation in CsPbBr3 Quantum Dots Film, ble publisert i Light: Science & Applications (Light -Light: Science & Applications.
Hyperfluorescens er en ideell plattform for å studere korrelasjonsmekanismer for mange kropper i eksitonsystemer, samt utvikle skarpe kvantelyskilder og ultrarask optikk. I mellomtiden er koeksitoner preget av høyere vibronisk styrke, noe som bidrar til studiet av den ikke-lineære naturen til koeksitoner, og det er lettere å realisere den koeksitonpolariserte eksitonkondensasjonen, noe som er nyttig for å realisere bruksområdene innen kvantelogiske porter, topologiske tilstandseksitasjoner og så videre. For tiden er det få studier på reguleringen av koblingsstyrken mellom lys- og kooperative materietilstander og faseovergangsmekanismen fra hyperfluorescens til coexciton polarisert eksitonkondensasjon. Realisering av koblingsstyrkeinnstilling for lys-kooperativ materie basert på kvantepunktsystemet og løsning av den ultraraske faseovergangen regulert av det optiske feltet i hulrommet er avgjørende for videreutvikling og anvendelse av kvanteenheter.
Denne studien foreslår innføring av et eksternt hulrom for å justere koblingsstyrken mellom lette og kooperative eksitoner, basert på strukturen til kalkogenid kvanteprikker tynne filmer på halvhulen til en distribuert Bragg-reflektor demonstrerer det sterke koblingsfenomenet mellom kooperative eksitoner og Bragg moduser med en Rabi-splitting på 21,6 meV. Videre observerer studien fenomenet koalescens av polariserte eksitoner av kooperative eksitoner. Det er funnet at de involverte korrelerte eksitonene viser betydelig koblingsforsterkning. Dette er hovedsakelig på grunn av den tilfeldige fasesynkroniseringen forårsaket av den synergistiske effekten induserte eksitoner, som resulterer i dannelsen av makroskopiske dipolmomenter med konsistente polarisasjonsretninger. Den nye kvasipartikkelen Bose-Einstein-kondensasjonen gir nye muligheter for utvikling av ultrasmale avstembare lasere. I tillegg utvider de to-optiske materieegenskapene til den synergistiske exciton-polariserte exciton-kondensasjonen dens potensielle anvendelser i kvantesimuleringer, ukonvensjonelle koherente lyskilder og logiske enheter for all-optisk polarisasjon.
Forskningsarbeidet er støttet av National Natural Science Foundation of China, Shanghai Young Top Talent Program og Shanghai Leading Talent Training Program.