Wetenschap
Team creëert coöperatief exciton-polaritoncondensaat
Superfluorescentie (SF), als een coöperatief stralingseffect dat voortkomt uit vacuümkwantumfluctuaties, is een ideaal platform voor het bestuderen van correlatiemechanismen van veel lichamen in een excitonensemble, en voor het ontwikkelen van optisch ultrasnelle technieken op heldere kwantumlichtbronnen. Onlangs zijn de observaties van superfluorescentie-effecten op basis van verschillende stralingsmaterialen of onder verschillende werktemperaturen een veelbesproken onderwerp geweest. De huidige werken zijn echter vooral gericht op het bestuderen en bespreken van de oprichting van SF zelf.
In een nieuw artikel gepubliceerd in Light:Science &Applications heeft een team van wetenschappers, onder leiding van professor Zheng Sun en professor Wei Xie en collega's van het State Key Laboratory of Precision Spectroscopy, East China Normal University in Shanghai, de ontwikkeling van het superfluorescentieveld voorgesteld in combinatie met het onderzoeksveld van polaritonen. /P>
Expliciet beweren ze voor het eerst niet alleen het superfluorescentie-effect waar te nemen, maar ook de collectieve toestand van het dipoolensemble te beheersen door een nieuwe regulerende dimensie van het koppelen van lichtvelden op te nemen. Hun experimentele en theoretische werk, beschreven in dit artikel, levert sterk bewijs voor het onthullen van een nieuw quasi-deeltje van coöperatieve exciton-polariton (CEP) en de faseovergang van superfluorescentie naar CEP-condensatie.
Ze demonstreren een hybride structuur van lichte materie van een perovskiet-kwantumdotfilm en een eenvoudige halflaagse Bragg-spiegel. De coöperatieve exciton-polariton wordt geformaliseerd door een ensemble van gesynchroniseerde excties te koppelen aan een geselecteerde optische Bragg-modus. Boven de dichtheidsdrempel vindt condensatie plaats in een momentumtoestand die niet nul is op de lagere polaritontak vanwege de vitale rol van coöperatieve excties. De faseovergang vertoont belangrijke kenmerken van een afname van de lijnbreedte, een toename van de macroscopische coherentie en een versnelde stralingsvervalsnelheid.
De wetenschappers vatten het onderliggende fysieke mechanisme voor de faseovergang van de superfluorescentie naar CEP-condensatie van hun hybride structuur samen:"We demonstreren de sterke koppeling tussen de coöperatieve excitonen en Bragg-fotonen in een op perovskiet QDs gebaseerde halve holte met een Rabi-splitsing van 21,6 meV ."
"We bereiken de coöperatieve exciton-polariton-condensatie. Het is gebleken dat de betrokken gecorreleerde excitonen de koppelingssterkte aanzienlijk vergroten, wat kan worden toegeschreven aan het coöperatieve effect dat ervoor zorgt dat de synchronisatie van de willekeurige fasen van het exciton wordt uitgelijnd om een gigantische dipool te vormen. Daardoor kan condensatie plaatsvinden die verder gaat dan wat mogelijk is op het individuele QD-niveau", voegen ze eraan toe.
"De huidige demonstratie van de nieuwe condensatie van quasideeltjes maakt nieuwe potentiële toepassingen mogelijk voor het ontwikkelen van ultra-smalle afstembare lasers. Bovendien is de mogelijkheid om de condensatiestroom te controleren en deze dus te exploiteren als bouwstenen voor verschillende opto-elektronische apparaten een ander opwindend veld dat door zo'n apparaat wordt aangeboden. perovskiet QDs-systeem", zegt het team.