L'Institut d'Òptica i Maquinària de Precisió de Xangai i altres avancen en l'estudi de la condensació de Bose-Einstein d'excitons polaritzats d'excitons sinèrgics

Recentment, l'equip de Hongxing Dong i Long Zhang, investigadors del Centre de Recerca de Materials Òptics Infrarojos, Departament de Làser Avançat i Materials Funcionals Optoelectrònics, Institut d'Òptica i Maquinària de Precisió de Xangai, Acadèmia Xinesa de Ciències (SIPM), juntament amb els investigadors de East China Normal University, han resolt el procés cinètic i el mecanisme físic de la transició de fase de la hiperfluorescència a la condensació d'excitons polaritzats amb coexciton basat en el sistema de pel·lícula fina de punts quàntics de calcogenur. Els resultats de la investigació relacionats, titulats Observació de la transició de la superfluorescència a la condensació de polaritons a la pel·lícula CsPbBr3 Quantum Dots, es van publicar a Light: Science & Applications (Light -Light: Science & Applications.
La hiperfluorescència és una plataforma ideal per estudiar els mecanismes de correlació de molts cossos en sistemes d'excitons, així com per desenvolupar fonts de llum quàntica brillant i òptica ultraràpida. Mentrestant, les coexcitons es caracteritzen per una força vibrònica més alta, que afavoreix l'estudi de la naturalesa no lineal de les coexcitons, i és més fàcil realitzar la condensació d'excitons polaritzats amb coexcitons, que és útil per realitzar les aplicacions en els camps de les portes de la lògica quàntica. excitacions d'estat topològic, etc. Actualment, hi ha pocs estudis sobre la regulació de la força d'acoblament entre la llum i els estats de matèria cooperativa i el mecanisme de transició de fase de la hiperfluorescència a la condensació d'excitons polaritzats amb coexciton. La realització de l'ajust de la força d'acoblament de l'estat de la matèria de cooperació lleugera basada en el sistema de punts quàntics i la resolució de la transició de fase ultraràpida regulada pel camp òptic de la cavitat són crucials per al desenvolupament i l'aplicació posteriors de dispositius quàntics.
Aquest estudi proposa la introducció d'una cavitat externa per ajustar la força d'acoblament entre la llum i els excitons cooperatius, basant-se en l'estructura de les pel·lícules primes de punts quàntics de calcogenur a la mitja cavitat d'un reflector de Bragg distribuït que demostra el fort fenomen d'acoblament entre els excitons cooperatius i Bragg. modes amb una divisió Rabi de 21,6 meV. A més, l'estudi observa el fenomen de coalescència dels excitons polaritzats dels excitons cooperatius. Es troba que els excitons correlacionats implicats presenten una millora significativa de l'acoblament. Això es deu principalment a la sincronització de fase aleatòria causada pels excitons induïts per efecte sinèrgic, que dóna lloc a la formació de moments dipolars macroscòpics amb direccions de polarització consistents. La nova condensació de quasipartícules de Bose-Einstein ofereix noves possibilitats per al desenvolupament de làsers ajustables ultra-estrets. A més, les propietats de dues matèries òptiques de la condensació d'excitons polaritzats amb excitons sinèrgics amplien les seves aplicacions potencials en simulacions quàntiques, fonts de llum coherents no convencionals i dispositius lògics de polarització totalment òptica.
El treball de recerca compta amb el suport de la Fundació Nacional de Ciències Naturals de la Xina, el Programa de Talent Jove de Xangai i el Programa de Formació de Talent Líder de Xangai.