Şanghay Optik ve Hassas Makine Enstitüsü, Sinerjik Eksiton Polarizasyonu Eksiton Bose Einstein Yoğunlaşmasında İlerleme Kaydediyor

Son zamanlarda, Çin Bilimler Akademisi (SIPM), Şanghay Optik Hassas Makine Enstitüsü, İleri Lazer ve Optoelektronik Fonksiyonel Malzemeler Bölümü, Kızılötesi Optik Malzemeler Araştırma Merkezi'nden Araştırmacı Dong Hongxing ve Araştırmacı Zhang Long'dan oluşan ekip, Doğu Çin Normal Üniversitesi (ECNU) ile işbirliği yaparak, süperfloresanstan sinerjik olarak eksiton-polarize eksiton birleşmesine faz geçişinin kinetik sürecini ve fiziksel mekanizmasını, kalkogenür kuantum nokta ince film sistemine dayalı olarak çözdüler ve ilgili araştırma sonuçları şu şekilde yayımlandı: İlgili araştırma sonuçları "CsPbBr3 Kuantum Nokta Filminde Süperfloresanstan Polariton Yoğunlaşmasına Geçişin Gözlemlenmesi" dergisinde yayımlandı. -Bilim ve Uygulamalar.
Çok sayıda dipol, vakum alanı tarafından kendiliğinden senkronize edilerek makroskobik bir dipol momenti oluşturur ve süperfloresans adı verilen kısa ve yoğun bir ışık patlaması üretir. Hiperfloresans, eksiton sistemlerindeki çok gövdeli korelasyon mekanizmasını incelemek ve parlak kuantum ışık kaynakları ve ultra hızlı optik teknolojiler geliştirmek için ideal bir platformdur. Bu arada, daha yüksek titreşim yoğunluğuna sahip kooperatif eksitonların özellikleri, kooperatif eksitonların doğrusal olmayan özelliklerinin incelenmesine elverişlidir ve kooperatif eksiton polarize eksitonların birleşmesini gerçekleştirmek daha kolaydır; bu da kuantum mantık kapıları, topolojik durum uyarımları vb. alanlardaki uygulamaları genişletmeye yardımcı olabilir. Şu anda, ışık ve kooperatif madde durumları arasındaki kuplaj kuvvetinin düzenlenmesi ve hiperfloresanstan koeksiton polarize eksiton yoğunlaşmasına faz geçiş mekanizmasının incelenmesinde hala bir boşluk bulunmaktadır. Kuantum nokta sistemine dayalı ışık ve kooperatif madde durumları arasındaki bağlantı kuvvetinin ayarlanmasının gerçekleştirilmesi ve boşluk optik alanı tarafından düzenlenen ultra hızlı faz geçişinin çözülmesi, kuantum aygıtlarının daha da geliştirilmesi ve uygulanması için hayati öneme sahiptir.
Bunun üzerine araştırmacılar, kalkogenür kuantum nokta ince filminin yapısı üzerinde dağıtılmış Bragg reflektör yarım boşluğuna dayalı olarak ışık ve kooperatif eksitonların kuplaj kuvvetini ayarlamak için harici bir boşluk tanıtmayı önerdiler ve kooperatif eksitonlar ile Bragg modu arasındaki güçlü kuplaj fenomenini, 21,6 meV'lik Rabi ayrımını kanıtladılar. Ek olarak, çalışma sırasında kooperatif eksiton polarizasyon eksitonunun birleşmesi fenomeni de gözlemlendi. İlgili korelasyonlu eksitonlar, esas olarak sinerjik etki kaynaklı eksitonların neden olduğu rastgele faz senkronizasyonundan kaynaklanan önemli bir kuplaj artışı sergiler ve bu da tutarlı polarizasyon yönlerine sahip makroskobik dipol momentlerinin oluşumuyla sonuçlanır. Yeni kuazi parçacık Bose Einstein yoğunlaşmasının gerçekleştirilmesi, ultra dar ayarlanabilir lazerlerin geliştirilmesi için yeni olanaklar sağlar. Ek olarak, sinerjik eksiton polarize eksiton yoğunlaşmasının iki optik madde özelliği, sinerjik eksiton polarize eksiton yoğunlaşmasının kuantum simülasyonlarında, alışılmadık tutarlı ışık kaynaklarında ve tüm optik polarizasyon mantık aygıtlarında potansiyel uygulamalarını teşvik eder.
Bu çalışma Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı, Şanghay Genç Yetenek Programı, Şanghay Lider Yetenek Programı ve diğer programlar tarafından desteklenmektedir.

Şekil 1 (a) DBR alt tabakası üzerindeki bir kuantum nokta filminin şematik yapısı; (b) silikon alt tabakası üzerindeki bir kuantum nokta filminin hiperfloresan spektrumları ve DBR alt tabakasının yansıma spektrumları; (c) DBR üzerindeki bir kuantum nokta süper kafes ince filminin açı çözünürlüklü fotolüminesans spektrumları; (d) Polarize eksitonun durum yoğunluğunun açı ve dalga boyuna göre hesaplanması; (e) Şekil (c)'nin ikinci dereceden türev çizimi; ve (f) DBR'nin açı çözünürlüklü yansıma spektrumları.