Institut Optik dan Mesin Presisi Shanghai Membuat Kemajuan dalam Polarisasi Eksiton Sinergis Kondensasi Eksiton Bose Einstein

Baru-baru ini, tim Peneliti Dong Hongxing dan Peneliti Zhang Long dari Pusat Penelitian Material Optik Inframerah, Departemen Material Fungsional Laser dan Optoelektronik Canggih, Institut Mesin Presisi Optik Shanghai, Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok (SIPM), bekerja sama dengan Universitas Normal Tiongkok Timur (ECNU), telah memecahkan proses kinetik dan mekanisme fisiknya dari transisi fase dari superfluoresensi menjadi koalesensi eksiton terpolarisasi sinergis di dalamnya berdasarkan sistem film tipis titik kuantum kalkogenida, dengan hasil penelitian terkait yang dipublikasikan sebagai Hasil penelitian terkait dipublikasikan dalam jurnal "Observasi Transisi dari Superfluoresensi ke Kondensasi Polariton dalam Film Titik Kuantum CsPbBr3". -Sains & Aplikasi.
Sejumlah besar dipol disinkronkan secara spontan oleh medan vakum untuk membentuk momen dipol makroskopis dan menghasilkan semburan cahaya singkat dan intens, yang disebut superfluoresensi. Hiperfluoresensi adalah platform ideal untuk mempelajari mekanisme korelasi banyak-tubuh dalam sistem eksiton dan untuk mengembangkan sumber cahaya kuantum yang terang dan teknologi optik ultracepat. Sementara itu, karakteristik eksiton kooperatif dengan intensitas vibronik yang lebih tinggi kondusif untuk mempelajari sifat nonlinier eksiton kooperatif, dan lebih mudah untuk mewujudkan koalesensi eksiton terpolarisasi eksiton kooperatif, yang dapat membantu memperluas aplikasi di bidang gerbang logika kuantum, eksitasi keadaan topologi, dan sebagainya. Saat ini, masih ada kesenjangan dalam studi tentang regulasi kekuatan kopling antara keadaan cahaya dan materi kooperatif dan mekanisme transisi fase dari hiperfluoresensi ke kondensasi eksiton terpolarisasi koeksiton. Mewujudkan penyetelan kekuatan kopling antara cahaya dan keadaan materi kooperatif berdasarkan sistem titik kuantum dan menyelesaikan transisi fase sangat cepat yang diatur oleh medan optik rongga sangat penting untuk pengembangan dan penerapan perangkat kuantum lebih lanjut.
Mengingat hal ini, para peneliti mengusulkan untuk memperkenalkan rongga eksternal untuk menyetel kekuatan kopling cahaya dan eksiton kooperatif, berdasarkan reflektor Bragg setengah rongga terdistribusi pada struktur titik kuantum kalkogenida film tipis membuktikan fenomena kopling yang kuat antara eksiton kooperatif dan mode Bragg, pembelahan Rabi sebesar 21,6 meV. Selain itu, dalam perjalanan penelitian, fenomena koalesensi eksiton polarisasi eksiton kooperatif juga diamati. Eksiton berkorelasi yang terlibat menunjukkan peningkatan kopling yang signifikan, sebuah fenomena terutama karena sinkronisasi fase acak yang disebabkan oleh eksiton yang diinduksi efek sinergis, yang menghasilkan pembentukan momen dipol makroskopis dengan arah polarisasi yang konsisten. Realisasi kondensasi Bose Einstein kuasipartikel baru memberikan kemungkinan baru untuk pengembangan laser yang dapat disetel sangat sempit. Di samping itu, sifat dua materi optik dari kondensasi eksiton terpolarisasi eksiton sinergis meningkatkan potensi penerapan kondensasi eksiton terpolarisasi eksiton sinergis dalam simulasi kuantum, sumber cahaya koheren nonkonvensional, dan perangkat logika polarisasi semua-optik.
Karya ini didukung oleh Yayasan Ilmu Pengetahuan Alam Nasional Tiongkok, Program Bakat Muda Terbaik Shanghai, Program Bakat Terkemuka Shanghai, dan program lainnya.

Gambar 1 (a) Struktur skema film titik kuantum pada substrat DBR; (b) spektrum hiperfluoresensi film titik kuantum pada substrat silikon dan spektrum reflektansi substrat DBR; (c) Spektrum fotoluminesensi sudut-terpecahkan dari film tipis superlattice titik kuantum pada DBR; (d) Perhitungan kerapatan keadaan eksiton terpolarisasi versus sudut dan panjang gelombang; (e) plot turunan orde kedua dari Gambar (c); dan (f) Spektrum reflektansi sudut-terpecahkan dari DBR.