Exciton-polaritons in flatland: Controlling flatband properties in a Lieb lattice
近年来，新型二维材料如石墨烯、铋和过渡金属二硫属化合物由于其独特的物理性质而引起了人们的极大兴趣。一系列物理效应可以通过创建模拟这些二维材料的人造光子晶格转移到光子学领域。在这里，激子极化激元在半导体微腔提供了一个令人兴奋的机会，研究一个复杂的晶格势的光的部分光，部分物质的量子流体。本文研究了埋有光阱的二维Lieb晶格中的激子-极化激元。这种Lieb晶格的$S$和$P_{xy}$光子轨道导致了两个平带的形成，这两个平带对于紧凑局域态的无畸变存储是最感兴趣的。通过使用控制良好的蚀刻和过度生长技术，我们设法控制的陷阱，以及具有很高的精度的网站耦合。这使我们能够在光谱上监测整个布里渊区的平坦带的平坦度。此外，我们证明了这些平带可以直接填充非共振激光激发下的凝聚。最后，使用这种先进的设备的方法，我们证明了共振和确定性激发的平带模式的传输几何形状。我们的研究结果建立了激子极化激元系统作为一个高度可控的，光学多体系统研究平带效应和无畸变存储紧凑的局域态。
2020-02-13 cond-mat.mes-hall physics.optics
Topological-Vacuum-Induced Strong Photon-Exciton Coupling
该研究利用拓扑光子晶体边缘态构造电磁真空背景，将介电纳米天线线宽从百余纳米压缩至数纳米，实现强光子-激子耦合与高收集效率，为量子光学光-物质调控提供新途径。
2024-08-21 physics.optics
Self-Hybridized Exciton-Polariton Photodetectors From Layered Metal-Organic Chalcogenolates
University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）
基于层状金属有机硫化物开发出无需顶部镜面的自杂化极子光探测器，通过多模极子工程实现子带间隙光子检测，提升光-暗电流比2.38倍，展现极子增强光探测的应用潜力。
2025-12-10 physics.optics
Reservoir optics with exciton-polariton condensates
研究了基于半导体腔激子-极化激元凝聚体相干流体的全光微尺度平面透镜技术。我们的理论分析支持的潜力，在使用国家的最先进的空间光调制的非共振激发光束引导和聚焦极化激元凝聚远离他们的泵浦区域。非共振激发分布产生一个激子水库，蓝移的极化激元模式，并提供增益，这可以在空间上定制成透镜的形状在微尺度上，以激发凝聚波。我们提出了几种不同的途径，在控制凝析流体，并证明形成高度增强和局部凝析远离泵储层。这在引导光的量子流体和产生极化激元凝聚体方面开辟了新的前景，这些极化激元凝聚体被屏蔽而免受有害的储层失相效应的影响。
2021-09-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Observation of tunable charged exciton polaritons in hybrid monolayer WS2 $-$ plasmonic nanoantenna system
光-物质修饰态的形成是量子光学中的关键效应之一，表现为耦合系统本征能量的拉比分裂。在半导体中实现这一机制时，通常使光与半导体的电中性准粒子激子$-$相互作用，同时与带电三粒子态$-$ trions $-$的相互作用很少受到关注。在这里，我们报告在银纳米棱镜和带电激子$-$ trions $-$单层二硫化钨（WS $_{2}$）的等离子体激元之间的强相互作用。我们表明，在这个系统中的等离子激元激子相互作用可以有效地调整通过控制带电与中性激子的耦合过程中的贡献。特别是，我们表明，一个稳定的trion状态出现，并在低温下有效地耦合到等离子体共振，形成三个明亮的混合等离子体激子trion极化激元状态。我们的研究结果开辟了一种可能性，利用带电trion极化激元$-$以前未开发的混合状态的光和物质的纳米级混合等离子体系统。
2017-03-24 cond-mat.other physics.optics
Gate-tunable emission of exciton-plasmon polaritons in hybrid MoS2-gap-mode metasurfaces
二维光学纳米谐振器阵列（称为超颖表面）的设计进展目前正在实现各种各样的新型平面光学部件。该技术提供的对电磁场的显着控制可以进一步扩展到主动状态，以便实时操纵光特性。在这方面的贡献，我们耦合激子共振的原子薄二硫化钼单层与间隙表面等离子体（GSP）超颖表面，并证明选择性增强激子等离子体极化激元发射。我们进一步证明了可调发射通过控制界面上的电荷密度，通过在MOS结构的电门控。跨越两个非常活跃的研究领域，这种电可调发光超颖表面的演示能够在极端的亚波长维度上实时操纵光与物质的相互作用。
2019-07-12 physics.app-ph physics.optics
Quantum theory of exciton-photon coupling in photonic crystal slabs with embedded quantum wells
对波导芯层中嵌入量子阱的光子晶体平板辐射-物质耦合进行了理论描述。一个完整的量子理论的发展，通过量子化的电磁场与折射率的空间调制和激子质心场在一个周期性的分段恒定的潜力。利用广义Hopfield方法对相互作用系统的二次量子化哈密顿量进行对角化，得到了包含损耗的激子-光子混合模的复色散.研究了弱耦合和强耦合两种情况的发生，并得出结论，系统的新本征态由称为光子晶体极化激元的准粒子描述，其可以在两种情况下发生：（i）在光线以下，当激子和非辐射光子能级之间发生共振时，（ii）在光线上方，条件是激子-光子耦合大于共振光子模式的固有辐射阻尼（辐射极化激元）。对于正方形晶格的空气孔，发现下极化激元分支的能量最小值可以发生在垂直入射附近。后一结果对实现光子晶体平板中的极化激元参量相互作用具有潜在的意义。
2007-06-04 cond-mat.soft physics.optics
Imaging exciton-polariton transport in MoSe2 waveguides
激子极化激元是一种半光半物质的准粒子，是未来光子和量子技术的重要组成部分。它提供了强的光-物质相互作用和长距离传播，这对于与能量或信息传输相关的应用是必要的。近年来，由于范德华（vdW）材料的强束缚激子，在室温下强耦合腔EP已被证明是可行的。在这里，我们报告了一个纳米光学成像研究的波导EPs在MoSe 2，一个典型的VDW半导体。测得的EPs的传输长度对激发光子能量敏感，可达12 μm以上。通过控制波导厚度，可以方便地将极化激元波长从600 nm改变到300 nm。此外，我们发现了一个有趣的模式回弯色散接近激子共振。在vdW半导体中观察到的EP可能在未来的近红外到可见光谱区域的纳米光子电路中有用。
2023-01-26 cond-mat.mes-hall physics.optics
Excitons in van der Waals magnetic materials
City College of New York（纽约城市学院）；Graduate Center of the City University of New York（纽约城市大学研究生中心）；Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；National Laboratory of the Rockies（落基山国家实验室）；Rheinland-Pfälzische Technische Universität（莱茵兰-普法尔茨技术大学）；University of Washington（华盛顿大学）
本文综述了范德瓦尔斯磁性材料中激子与磁性耦合的研究进展，探讨了其在光电子和量子技术中的应用潜力。
2026-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Enhanced and directional light emission from two-dimensional excitons using Mie voids
Technical University of Denmark（丹麦技术大学）
利用Mie空腔增强二维激子发光，实现高效定向纳米光源
2025-12-19 cond-mat.mes-hall physics.optics
Plasmon exciton coupling enhances second order nonlinear response in borophene ZnO hybrid structures
Institute of Experimental and Applied Physics, Kiel University（基尔大学实验与应用物理研究所）；Department of Physics, University of Tehran（德黑兰大学物理系）；Kiel Nano, Surface, and Interface Science KiNSIS, Kiel University（基尔大学基尔纳米、表面与界面科学(KiNSIS)）
研究通过等离子体激发子耦合增强硼烯氧化锌异质结构的非线性响应，发现其在400nm和800nm处的二次谐波信号增强，揭示了非线性光学响应的调控机制。
2026-05-11 cond-mat.mes-hall physics.optics
Kapitza-resistance-like exciton dynamics in atomically flat MoSe$_{2}$-WSe$_{2}$ lateral heterojunction
本研究在MoSe₂-WSe₂横向异质结中发现类卡皮查电阻的激子行为，实现单向激子流，提出激子卡皮查电阻概念，证明可通过近场工程等调控长程激子输运，为二维激子器件开发提供新途径。
2023-06-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Probing Excitons in Ultrathin PbS Nanoplatelets with Enhanced Near-Infrared Emission
强量子限制的二维胶体PbS纳米片（NPL）是近红外光电应用中非常有趣的材料。在这里，我们使用超快瞬态光吸收光谱研究的特性和动力学的光激发激子在PbS NPL的立方（岩盐）结构。NPL在接近室温下由油酸铅和硫脲前体合成，并且显示在680 nm（1.8 eV）处的光吸收起始以及在720 nm（1.7 eV）处的光致发光。通过在合成后步骤中用CdCl 2处理PbS NPL，其光致发光量子产率从1.4%强烈增强到19.4%。表面处理导致结构中铅与硫的比率增加以及相关的非辐射复合减少。激子-声子相互作用在原始和氯化镉处理的PbS NPL在1.8和2.2太赫兹的频率是明显的相干振荡在测得的瞬态吸收光谱。这项研究是解开和控制IV-VI族半导体NPL的光学性质的重要一步。
2020-11-20 cond-mat.mes-hall physics.optics
Three-dimensional electrical control of the excitonic fine structure for a quantum dot in a cavity
激子精细结构对半导体量子点产生的量子光起着关键作用，无论是纠缠光子对还是单光子。控制激子精细结构已经证明使用电场，磁场或应变场，但不是用于光学腔中的量子点，这是获得高光源效率和近单位光子不可逆性的关键要求。在这里，我们展示了嵌入微柱腔中的量子点的精细结构分裂的控制。我们提出了一个方案的基础上，通过狭窄的脊连接到柱腔的远程电接触。数值模拟表明，这样的几何形状允许三维控制的电场。我们通过实验证明了精细结构的调谐和可再现的取消，这是量子光源技术可再现性的关键一步。
2021-12-01 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Room-temperature polariton lasing in quantum heterostructure nanocavities
控制固态系统中的光-物质相互作用激发了大量的研究，以产生被称为激子-极化激元的玻色子准粒子，这需要激子和腔光子之间的强耦合。超低阈值相干光发射器可以通过激子-极化激元凝聚体的激光来实现，但这通常需要复杂的器件结构和低温。室温下工作的极化激元纳米激光器是相关研究的重要方向，不仅可以探索纳米尺度下的极化激元物理，而且在量子信息系统、全光逻辑门和超低阈值激光器等方面具有潜在的应用前景。然而，目前，室温极化激元纳米激光器的进展受到激子的热不稳定性和纳米腔固有的低品质因数的限制。在这里，我们展示了室温极化激元纳米激光器，通过设计宽禁带半导体异质结构纳米腔产生热稳定的激子与纳米腔光子耦合。由此产生的激子极化激元的拉比频率约为370毫电子伏的混合状态，使持久的极化激元激光到室温，有利于实现小型化和集成的极化激元系统。
2018-09-02 cond-mat.mes-hall physics.optics
Electrical control and transport of tightly bound interlayer excitons in a MoSe2/hBN/MoSe2 heterostructure
本文在MoSe2/hBN/MoSe2异质结构中实现窄线宽紧束缚层间激子的电场调控与超过10 μm的长程输运，并揭示其结合能、三激子、谷偏振和俘获等物理特性。
2024-04-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Nanoscale confinement and control of excitonic complexes in a monolayer WSe2
本文提出低温电容式共聚焦光学显微镜（C3OM），利用导电AFM针尖在4K下对单层WSe2实现纳米尺度掺杂调控，从而在任意位置限制并观测激子、三激子及更大激子复合体的非线性光学响应。
2023-11-30 cond-mat.mes-hall physics.optics
Purcell-enhanced Bright and Dark Exciton Emission from Perovskite Quantum Dots in Micro-ring Resonators
Texas A&M University（德克萨斯农工大学）；Yonsei University（延世大学）；University of Massachusetts Amherst（马萨诸塞大学阿默斯特分校）
本研究通过普尔次增强在微环谐振腔中实现钙钛矿量子点的明亮和暗态激子发射，展示了可扩展的集成光子器件应用。
2026-02-25 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Ultrafast dynamics of coherent exciton-polaritons in van der Waals semiconductor metasurfaces
本研究针对室温下实现相干光-物质相互作用的难题，探究范德华WS₂超表面的激子-极化激元超快动力学，通过多光谱技术观测到各向异性色散与超快拉比振荡，提出三能本征态模型拓展强耦合理论，为室温极化激元器件提供新平台。
2025-10-03 cond-mat.mes-hall physics.optics
Exciton-coherence generation through diabatic and adiabatic dynamics of Floquet state
本研究针对超短脉冲下Floquet态动力学未被探究的问题，在单层WSe₂中观测到非微扰区的相干激子发射，揭示其反映Floquet态的绝热与非绝热动力学，为Floquet态探测和量子材料调控提供新途径。
2022-02-27 cond-mat.other physics.optics
Imaging Anisotropic Waveguide Exciton Polaritons in Tin Sulfide
近年来，新型的支持面内各向异性极化激元的材料由于其能够塑造纳米级场分布和控制纳米光子能量流而吸引了大量的研究兴趣。在这里，我们报告了一个纳米光学成像研究的波导激子极化激元在近红外（IR）区域的硫化锡（SnS）使用散射型扫描近场光学显微镜（s-SNOM）。利用s-SNOM，我们在实空间中映射了SnS中的传播EP，它显示出对激发能和样品厚度的敏感依赖性。此外，我们还发现极化激元的波长和传输长度在样品平面内都是各向异性的。特别是，在一个狭窄的光谱范围从1.32至1.44 eV，的EP表现出准一维传播，这是很少看到在自然极化激元材料。进一步的分析表明，所观察到的极化激元各向异性是由于沿SnS的两个主晶轴的不同的光学带隙和激子结合能。
2023-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Dynamical Control of Excitons in Atomically Thin Semiconductors
本研究结合长寿命层间激子与快速电控制，在TMD异质结构中实现了激子性质的动态操控，为激子信息处理与光电器件开辟新方向。
2024-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Giant Magneto-Exciton Coupling in 2D van der Waals CrSBr
本研究利用磁光光谱揭示了厚层CrSBr中稳健的激子-磁序强耦合，发现0.425T磁场即可诱导磁相变并产生32 meV激子能移，为二维反铁磁材料在磁光传感器和量子通信中的应用奠定基础。
2024-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Spin dependent fluorescence mediated by anti-symmetric exchange in triplet exciton pairs
本研究探讨了Dzyaloshinskii-Moriya相互作用（DMI）对三重激子对自旋依赖荧光的影响，揭示其通过诱导自旋流形能级交叉改变自旋布居和TTA速率，推进了对光电子学中自旋依赖现象的理解。
2025-02-10 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.optics
