Šangajski institut za optiku i precizne strojeve i drugi napreduju u proučavanju Bose-Einsteinove kondenzacije sinergijskih ekscitona polariziranih ekscitona

Nedavno je tim Hongxing Donga i Long Zhanga, istraživača iz Centra za istraživanje infracrvenih optičkih materijala, Odjela za napredne laserske i optoelektroničke funkcionalne materijale, Šangajskog instituta za optiku i precizne strojeve, Kineske akademije znanosti (SIPM), zajedno s istraživačima iz East China Normal University, razriješili su kinetički proces i fizički mehanizam faznog prijelaza iz hiperfluorescencije u koekscitonsku polariziranu ekscitonsku kondenzaciju na temelju sustava tankog filma halkogenidnih kvantnih točaka. Povezani rezultati istraživanja, pod naslovom Opažanje prijelaza od superfluorescencije do kondenzacije polaritona u CsPbBr3 filmu s kvantnim točkama, objavljeni su u Svjetlost: Znanost i aplikacije (Svjetlost - Svjetlo: Znanost i aplikacije.
Hiperfluorescencija je idealna platforma za proučavanje mehanizama korelacije više tijela u ekscitonskim sustavima, kao i za razvoj svijetlih kvantnih izvora svjetlosti i ultrabrze optike. U međuvremenu, koekscitone karakterizira veća vibronska snaga, što je pogodno za proučavanje nelinearne prirode koekscitona, a lakše je realizirati koekscitonsku polariziranu ekscitonsku kondenzaciju, što je korisno za realizaciju aplikacija u poljima kvantnih logičkih vrata, pobuđenja topoloških stanja, i tako dalje. Trenutačno postoji nekoliko studija o regulaciji snage sprezanja između svjetla i kooperativnih stanja materije i mehanizma faznog prijelaza iz hiperfluorescencije u koekscitonsku polariziranu ekscitonsku kondenzaciju. Realizacija podešavanja snage sprezanja svjetlo-kooperativnog stanja materije na temelju sustava kvantnih točaka i rješavanje ultrabrzog faznog prijelaza reguliranog optičkim poljem šupljine ključni su za daljnji razvoj i primjenu kvantnih uređaja.
Ova studija predlaže uvođenje vanjske šupljine za ugađanje snage sprege između svjetlosti i kooperativnih ekscitona, na temelju strukture tankih filmova halkogenidnih kvantnih točaka na polušupljini raspodijeljenog Braggovog reflektora pokazuje jaki fenomen sprege između kooperativnih ekscitona i Braggovih modovi s Rabijevim cijepanjem od 21,6 meV. Nadalje, studija promatra fenomen koalescencije polariziranih ekscitona kooperativnih ekscitona. Utvrđeno je da uključeni korelirani ekscitoni pokazuju značajno pojačanje sprezanja. To je uglavnom zbog slučajne fazne sinkronizacije uzrokovane ekscitonima izazvanim sinergističkim učinkom, što rezultira stvaranjem makroskopskih dipolnih momenata s dosljednim smjerom polarizacije. Nova kvazičestična Bose-Einsteinova kondenzacija pruža nove mogućnosti za razvoj ultra-uskih podesivih lasera. Osim toga, svojstva sinergističke ekscitonske polarizirane ekscitonske kondenzacije dvooptičke tvari proširuju njezinu potencijalnu primjenu u kvantnim simulacijama, nekonvencionalnim koherentnim izvorima svjetlosti i potpuno optičkim polarizacijskim logičkim uređajima.
Istraživački rad podupiru Nacionalna zaklada za prirodne znanosti Kine, Shanghai Young Top Talent Program i Shanghai Leading Talent Training Program.