Shanghai Institute Of Optics And Precision Machinery Dan Lainnya Membuat Kemajuan Dalam Studi Kondensasi Bose-Einstein Dari Eksiton Sinergis Eksiton Terpolarisasi

Baru-baru ini, tim Hongxing Dong dan Long Zhang, peneliti dari 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), bersama dengan para peneliti dari East China Normal University, telah memecahkan proses kinetik dan mekanisme fisik dari transisi fase dari hiperfluoresensi ke kondensasi eksiton terpolarisasi koeksiton berdasarkan sistem lapisan tipis titik kuantum kalkogenida. Hasil penelitian terkait, berjudul Observation of Transition from Superfluorescence to Polariton Condensation in CsPbBr3 Quantum Dots Film, diterbitkan dalam Light: Science & Applications (Light -Light: Science & Applications).
Hiperfluoresensi merupakan platform ideal untuk mempelajari mekanisme korelasi banyak benda dalam sistem eksiton serta mengembangkan sumber cahaya kuantum yang terang dan optik ultracepat. Sementara itu, koeksiton dicirikan oleh kekuatan vibronik yang lebih tinggi, yang mendukung studi tentang sifat nonlinier koeksiton, dan lebih mudah untuk mewujudkan kondensasi eksiton terpolarisasi koeksiton, yang membantu mewujudkan aplikasi di bidang gerbang logika kuantum, eksitasi keadaan topologi, dan sebagainya. Saat ini, hanya ada sedikit studi tentang pengaturan kekuatan kopling antara keadaan materi cahaya dan kooperatif serta mekanisme transisi fase dari hiperfluoresensi ke kondensasi eksiton terpolarisasi koeksiton. Realisasi penyetelan kekuatan kopling keadaan materi cahaya-kooperatif berdasarkan sistem titik kuantum dan penyelesaian transisi fase ultracepat yang diatur oleh medan optik rongga sangat penting untuk pengembangan dan penerapan perangkat kuantum lebih lanjut.
Studi ini mengusulkan pengenalan rongga eksternal untuk menyetel kekuatan kopling antara cahaya dan eksiton kooperatif, berdasarkan struktur titik kuantum kalkogenida, lapisan tipis pada setengah rongga reflektor Bragg terdistribusi menunjukkan fenomena kopling yang kuat antara eksiton kooperatif dan mode Bragg dengan pemisahan Rabi sebesar 21,6 meV. Lebih lanjut, studi ini mengamati fenomena koalesensi eksiton terpolarisasi dari eksiton kooperatif. Ditemukan bahwa eksiton berkorelasi yang terlibat menunjukkan peningkatan kopling yang signifikan. Hal ini terutama disebabkan oleh sinkronisasi fase acak yang disebabkan oleh eksiton yang diinduksi efek sinergis, yang menghasilkan pembentukan momen dipol makroskopis dengan arah polarisasi yang konsisten. Kondensasi Bose-Einstein kuasipartikel baru memberikan kemungkinan baru untuk pengembangan laser yang dapat disetel sangat sempit. Selain itu, sifat dua materi optik dari kondensasi eksiton terpolarisasi eksiton sinergis memperluas aplikasi potensinya dalam simulasi kuantum, sumber cahaya koheren nonkonvensional, dan perangkat logika polarisasi semua-optik.
Pekerjaan penelitian ini didukung oleh Yayasan Ilmu Pengetahuan Alam Nasional Tiongkok, Program Bakat Muda Unggulan Shanghai, dan Program Pelatihan Bakat Terkemuka Shanghai.