Το Ινστιτούτο Οπτικής και Μηχανημάτων Ακριβείας της Σαγκάης σημειώνει πρόοδο στη Συνέργεια Πόλωση Εξιτονίων Συμπύκνωση Εξιτονίου Μποζ Αϊνστάιν

Πρόσφατα, η ομάδα του ερευνητή Dong Hongxing και του ερευνητή Zhang Long από το Infrared Optical Materials Research Centre, Department of Advanced Laser and Optoelectronic Functional Materials, Shanghai Institute of Optics Precision Machinery, China Academy of Sciences (SIPM), σε συνεργασία με το East China Normal University (ECNU), έχει επιλύσει την κινητική διαδικασία και τον φυσικό της μηχανισμό της μετάβασης φάσης από τον υπερφθορισμό στη συνεργική συνένωση εξιτονίου με πολωμένο εξιτονισμό σε αυτό με βάση το σύστημα λεπτής μεμβράνης των κβαντικών κουκκίδων χαλκογονιδίου, με τα σχετικά ερευνητικά αποτελέσματα να δημοσιεύονται ως Η σχετική έρευνα Τα αποτελέσματα δημοσιεύτηκαν στο περιοδικό "Παρατηρήση της μετάβασης από υπερφθορισμό σε συμπύκνωση πολαριτονίου στο φιλμ κβαντικών κουκκίδων CsPbBr3". -Επιστήμη & Εφαρμογές.
Ένας μεγάλος αριθμός διπόλων συγχρονίζονται αυθόρμητα από ένα πεδίο κενού για να σχηματίσουν μια μακροσκοπική διπολική ροπή και να παράγουν μια σύντομη και έντονη έκρηξη φωτός, τον λεγόμενο υπερφθορισμό. Ο υπερφθορισμός είναι μια ιδανική πλατφόρμα για τη μελέτη του μηχανισμού συσχέτισης πολλών σωμάτων σε συστήματα εξιτονίων και για την ανάπτυξη φωτεινών πηγών κβαντικού φωτός και εξαιρετικά γρήγορων οπτικών τεχνολογιών. Εν τω μεταξύ, τα χαρακτηριστικά συνεργατικών εξιτονίων με υψηλότερη δονική ένταση ευνοούν τη μελέτη των μη γραμμικών ιδιοτήτων των συνεργατικών εξιτονίων και είναι ευκολότερο να συνειδητοποιήσουμε τη συνένωση πολωμένων εξιτονίων συνεργασίας, τα οποία μπορούν να βοηθήσουν στην επέκταση των εφαρμογών στα πεδία της κβαντικής λογικής πύλες, διεγέρσεις τοπολογικής κατάστασης και ούτω καθεξής. Προς το παρόν, υπάρχει ακόμη ένα κενό στη μελέτη της ρύθμισης της ισχύος σύζευξης μεταξύ των καταστάσεων του φωτός και της συνεταιριστικής ύλης και του μηχανισμού μετάβασης φάσης από τον υπερφθορισμό στην πολωμένη συμπύκνωση εξιτονίου με συνεξιτονία. Η συνειδητοποίηση του συντονισμού της ισχύος σύζευξης μεταξύ των καταστάσεων φωτός και συνεταιριστικής ύλης με βάση το σύστημα κβαντικών κουκίδων και η επίλυση της εξαιρετικά γρήγορης μετάβασης φάσης που ρυθμίζεται από το οπτικό πεδίο της κοιλότητας είναι ζωτικής σημασίας για την περαιτέρω ανάπτυξη και εφαρμογή κβαντικών συσκευών.
Ενόψει αυτού, οι ερευνητές πρότειναν να εισαχθεί μια εξωτερική κοιλότητα για να συντονιστεί η δύναμη σύζευξης του φωτός και των συνεργαζόμενων εξιτονίων, με βάση την κατανεμημένη μισή κοιλότητα του ανακλαστήρα Bragg στη δομή της λεπτής μεμβράνης κβαντικών κουκκίδων χαλκογονιδίου απέδειξε το φαινόμενο ισχυρής σύζευξης μεταξύ του συνεταιρισμού excitons και η λειτουργία Bragg, η διάσπαση Rabi 21,6 meV. Επιπλέον, κατά τη διάρκεια της μελέτης, παρατηρήθηκε και το φαινόμενο της συνένωσης των συνεταιριστικών εξιτονίων πόλωσης εξιτονίου. Τα εμπλεκόμενα συσχετισμένα εξιτόνια παρουσιάζουν σημαντική ενίσχυση σύζευξης, ένα φαινόμενο που οφείλεται κυρίως στον τυχαίο συγχρονισμό φάσεων που προκαλείται από τα επαγόμενα από συνεργική επίδραση εξιτόνια, που έχει ως αποτέλεσμα το σχηματισμό μακροσκοπικών διπολικών ροπών με σταθερές κατευθύνσεις πόλωσης. Η υλοποίηση της νέας συμπύκνωσης οιονεί σωματιδίου Bose Einstein παρέχει νέες δυνατότητες για την ανάπτυξη εξαιρετικά στενών συντονιζόμενων λέιζερ. Επιπλέον, η ιδιότητα δύο οπτικών υλών της συμπύκνωσης πολωμένου εξιτονίου με συνεργικό εξιτόνιο προάγει τις πιθανές εφαρμογές της συμπύκνωσης πολωμένου εξιτονίου με συνεργικό εξιτόνιο σε κβαντικές προσομοιώσεις, μη συμβατικές συνεκτικές πηγές φωτός και λογικές συσκευές εξολοκλήρου οπτικής πόλωσης.
Αυτή η εργασία υποστηρίζεται από το Εθνικό Ίδρυμα Φυσικών Επιστημών της Κίνας, το Πρόγραμμα Κορυφαίων Ταλέντου της Σαγκάης, το Πρόγραμμα Κορυφαίων Ταλέντου της Σαγκάης και άλλα προγράμματα.

Σχ. 1 (α) Σχηματική δομή ενός φιλμ κβαντικής κουκκίδας σε υπόστρωμα DBR. (β) φάσματα υπερφθορισμού ενός φιλμ κβαντικής κουκκίδας σε υπόστρωμα πυριτίου και φάσματα ανάκλασης του υποστρώματος DBR. (γ) Φάσματα φωτοφωταύγειας με ανάλυση γωνίας ενός λεπτού φιλμ υπερπλέγματος κβαντικής κουκκίδας σε DBR. (δ) Υπολογισμός της πυκνότητας των καταστάσεων του πολωμένου εξιτονίου ως προς τη γωνία και το μήκος κύματος. (ε) γραφική παράσταση παραγώγου δεύτερης τάξης του Σχ. (γ). και (στ) Φάσματα ανάκλασης με ανάλυση γωνίας του DBR.