Polariton states bound to defects in GaAs/AlAs planar microcavities
本文报道了分子束外延生长的平面GaAs/AlAs微腔中缺陷束缚的极化激元态。在这些结构中的空间极化激元动力学相关的缺陷类型是交叉影线失配位错，和点状缺陷扩展到几个微米。我们将后者的缺陷，以Ga液滴偶尔发射的Ga细胞在生长过程中。这些缺陷，也称为椭圆缺陷，导致表面的圆顶状局部调制，其被转化为腔结构，并导致高达15 meV的腔极化激元能量的横向调制。由此产生的平面内极化激元运动的空间局域化的潜在景观创建一系列的束缚态。这些状态的特征在于光谱分辨透射成像在实空间和倒易空间，并揭示了由缺陷产生的空间潜力。有趣的是，缺陷态在10 ps范围内表现出较长的寿命，这归因于空间平滑的限制势。
2011-11-25 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Nonlinear Terahertz Emission in Semiconductor Microcavities
在极化激元激光机制下，研究了腔极化激元系统的非线性太赫兹辐射。为了解释太赫兹-极化激元耦合的量子本质，我们采用Lindblad主方程方法，证明了量子微腔在太赫兹波段具有丰富的非线性现象，包括双稳态、短THz脉冲产生和THz开关。
2013-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Many-body and correlation effects on parametric polariton amplificazion in semiconductor microcavities
光-物质波（极化激元）的非常有效的放大，其是腔光子和激子的叠加[1]，最近已经报道了[2-11]。光增益与泵浦功率的关系曲线显示了一个阈值，然后饱和到最大值[7，11]。最近，它已被证明，这个极限值的增益可以大大提高通过增加激子-光子耦合率，允许接近室温操作11。这种异常增强与描述该过程的现有理论[12，13]的结果相反。在这里，我们澄清的机制，确定增益饱和，并解释所观察到的巨大的放大。我们表明，这种增强起源于半导体中激子-激子碰撞的非瞬时性质[14]，这是由于多体相关性。我们发现激子-光子耦合能够改变碰撞过程中的激子动力学，从而在放大的基础上修改耦合机制。这些结果给出了精确的指示，有利于实现全光微观开关和放大器的室温操作，并表明半导体中的激子-激子碰撞可以控制和工程。
2002-05-09 cond-mat.mtrl-sci
Analysis of exciton-polariton condensation under different pumping schemes for 1D and 2D microcavities including the effect of strong correlation between polaritons
本文通过有限差分和四阶龙格-库塔方法模拟一维和二维微腔中不同泵浦方案下的激子-极化激元凝聚，在平均场方程中纳入强关联效应，揭示了动力学中类似极化激元阻塞的条件。
2025-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cs.NA
Spin and transport effects in quantum microcavities with polarization splitting
从理论上研究了激子-极化激元在各向异性量子微腔中的输运性质。考虑到微观对称性的结构，允许的横向（TE-TM）和各向异性分裂的极化激元状态。分裂相当于一个有效的磁场作用于极化激元赝自旋，和极化转换的微腔中所示的激子极化激元自旋进动和弹性散射的相互作用引起的。此外，我们考虑了极化激元的自旋相关干涉导致的弱局域化，并计算了不同极化下的相干后向散射强度。我们的研究结果与最近的实验数据非常一致。
2010-05-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Photon lasing in a GaAs microcavity: similarities with a polariton condensate
实验研究了GaAs基微腔样品在强光抽运下的激射机制。非常相同的样品表现出强耦合制度，在低激发功率与拉比分裂高达15毫电子伏。我们发现，当腔表现为规则光子激光器时，在弱耦合区也观察到一些可被认为是极化激元玻色-爱因斯坦凝聚的实验证据的特征。特别是，在激光制度的发射模式显示出一个尖锐的峰值附近的能量最小值，其次是玻尔兹曼分布在较高的能量。
2007-11-19 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic Optical Spin Hall Effect in Semiconductor Microcavities
在各向异性平面半导体微腔中，通过光学自旋霍尔机制中的光学注入极化激元的瑞利散射，产生了方向相关的极化自旋电流。各向异性的影响导致散射到不同方向的极化激元的赝自旋进动的抑制或增强。这被利用来通过在局部缺陷的顶部上激发来产生强烈的自旋电流。一个考虑总有效磁场对极化激元赝自旋影响的理论模型定量地再现了实验观测。
2009-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Schlieren texture induced Anderson localization in an organic exciton-polariton laser
本研究利用液晶共轭聚合物中的Schlieren织构实现极化激元面内Anderson局域化，在高Q微腔中获得136 fJ/脉冲的超低激射阈值，并使金属微腔可用于低阈值激射与未来电泵浦集成。
2023-04-20 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Transport regimes for exciton-polaritons in disordered microcavities
本文研究无序微腔中激子-极化激元的输运机制，通过主方程和玻恩-马尔可夫近似揭示弱无序下弹道输运与强无序下扩散输运的转变，并指出输运参数依赖拉比能量和失谐，理论与实验吻合。
2023-10-11 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Digital-Alloy Bragg Mirrors in High-Q Microcavities for Polariton Lasing
St. Petersburg State University（圣彼得堡国立大学）；Spin Optics Laboratory, St. Petersburg State University（圣彼得堡国立大学旋光实验室）；Nanophotonics Research Center, St. Petersburg State University（圣彼得堡国立大学纳米光子学研究中心）；Abrikosov Center for Theoretical Physics, Moscow Center for Advanced Studies（莫斯科高等研究学院阿布里科索夫理论物理中心）；Russian Quantum Center, Skolkovo, Moscow（俄罗斯量子中心）
通过数字合金超晶格实现高Q微腔，降低极子激光阈值并提高质量因子，利用量子限制和激子效应优化模型。
2025-12-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Manipulating matter with strong coupling: harvesting triplet excitons in organic exciton microcavities
激子-极化激元是一类具有光子和激子混合性质的准粒子，具有丰富的量子现象、新颖的光电子器件和改变材料化学性质的潜力。有机半导体由于其室温极化激元的形成而受到人们的关注。然而，在有机光电子器件内，通常是“暗”自旋-1三重态激子主导操作。这些三重态在极化激元物理学的研究中基本上被忽略了。在这里，我们证明了极化激元人口从三重态流形通过三重态-三重态湮灭，导致极化激元发射，甚至比激子发射在裸膜更长的寿命（>微秒）。这种增强来自自旋2的三重态对，由单重态裂变或三重态-三重态湮灭形成，供给极化激元。这是可能的，由于状态混合，这-在强耦合制度-导致共享的光子特性与国家正式非发射。这种“光子共享”提供了一种诱人的可能性，甚至可以收获或操纵形式上的黑暗状态。
2018-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structure and zero-dimensional polariton spectrum of natural defects in GaAs/AlAs microcavities
本文对分子束外延生长的平面半导体微腔中自然缺陷的结构和光学性质进行了相关研究，这些缺陷显示出Zajac等人报道的局域极化激元谱，Phys.Rev.B85，165309（2012）。利用聚焦离子束（FIB）和扫描电子显微镜（SEM）相结合的缺陷的三维空间结构进行了研究。我们发现，缺陷起源于GaAs层厚度的局部增加。椭圆缺陷的调制高度可达140 nm，圆形缺陷的调制高度可达90 nm，而椭圆缺陷的横向扩展约为2 μ m，圆形缺陷的横向扩展约为4 μ m。GaAs厚度的增加归因于Ga液滴沉积在生长过程中，由于Ga细胞分裂。液滴沉积后，厚度调制横向扩展，同时降低其高度，产生椭圆形到圆形丘的界面和表面。随着生长温度的升高，丘状结构的椭圆率减小，尺寸增大。这表明膨胀与Ga的表面迁移率有关，随着温度的升高，Ga的表面迁移率在[1-10]和[1 - 10]晶向之间增加和减少其各向异性。全面的数据组成的表面轮廓的缺陷测量使用微分干涉衬度（DIC）显微镜，使用FIB/SEM获得的体积信息，和所产生的限制极化激元光谱的表征。
2012-08-01 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Estimating the conditions for polariton condensation in organic thin-film microcavities
我们研究了在有机量子阱中观察受限二维极化激元气体玻色凝聚的可能性。我们推导出一个合适的参数化模型哈密顿的基础上的腔的几何形状，双激子结合能，和类似的光谱和结构数据。通过转换的总和在$d$维相空间的半经典积分的状态，我们表明，虽然一个理想的2-D玻色气体将不会发生凝聚，与Bogoliubov色散$H(p)\approx s p$接近$p=0$的相互作用的气体将发生玻色凝聚在一个给定的临界密度和温度。我们发现，$T_c/\sqrt{ρ_c}$是敏感的腔的几何形状和双激子结合能。特别是对于强束缚的双激子，Gross-Pitaevskii方程中的非线性相互作用项变为负值，从而得到的基态将是定域孤子态而不是离域玻色凝聚态.
2011-04-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas quant-ph
Fabrication of high-quality PMMA/SiO$_x$ spaced planar microcavities for strong coupling of light with monolayer WS$_2$ excitons
原子薄的过渡金属二硫属化物晶体（单层TMDC）中的激子极化激元已经成为一个有前途的候选者，以实现拓扑输运，超高效激光技术和集体量子现象，如极化激元凝聚和室温下的超流性。然而，将单层TMDC集成到高质量的平面微腔中以实现腔光子和TMDC激子（束缚电子-空穴对）之间所需的强耦合已被证明具有挑战性。以前的集成方法必须在单层中的光-物质相互作用的强度、腔光子寿命和微腔的横向尺寸上的各种不利影响之间进行折衷。在这里，我们展示了一种可扩展的方法来制造高品质的平面微腔与集成单层WS $_2$层由层通过使用聚甲基丙烯酸甲酯/氧化硅（PMMA/SiO $_x$）作为腔间隔。由于激子振子的强度是很好地保护所需的处理步骤的PMMA层，在这项工作中，具有以上$10^3$的品质因数的微腔研究，可以在室温下在强的光-物质耦合制度。这是制造用于工程激子-极化激元势场的晶片级和图案化微腔的重要一步，这对于实现许多提出的技术至关重要。
2022-09-28 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Giant Rabi splitting and polariton photoluminescence in an all solution-deposited dielectric microcavity
本文首次制备全溶液加工的罗丹明6G介电极化激元微腔，实现超过400 meV拉比分裂，并发现强耦合使双分子湮灭临界激发密度提升逾10倍。
2024-10-25 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Evidence for Polariton-Mediated Biexciton Transition in Single-Walled Carbon Nanotubes
激子共振与腔体的强耦合产生激子-极化激元，与未耦合的发射体相比，激子-极化激元具有修改的能量景观。然而，由于所谓的亮极化激元态的飞秒寿命和在激发下的腔反射率的瞬态变化，直接测量极化激元激发态动力学具有挑战性。在这里，近红外泵浦探测光谱被用来研究激子极化激元的超快动力学的基础上强耦合（6，5）单壁碳纳米管在金属包覆微腔。我们提出了一个协议，使用遗传算法辅助传输矩阵模拟拟合腔体的反射率相关的响应。用这种方法能够识别瞬态传输数据中的吸收激子极化激元特征。这一特征在上极化激元的共振激发下瞬间出现，但在非共振激发下会延迟。所观察到的过渡能量和失谐依赖点直接上极化激子双激子过渡。我们的研究结果提供了直接的证据，激子极化激元的本征跃迁超出了明亮的极化激元寿命在强耦合微腔。
2022-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fabrication of Nanostructured GaAs/AlGaAs Waveguide for Low-Density Polariton Condensation from a Bound State in the Continuum
激子-极化激元是由激子共振和光子腔模之间的强耦合产生的混合光物质态。作为玻色子激发，它们可以经历相变到凝聚态，该凝聚态可以发射相干光而没有粒子数反转。这方面使它们成为无阈值激光器的良好候选者，但短的激子-极化激元寿命使其难以在非常低的功率密度下实现凝聚。从这个意义上说，长寿命的光保护态是克服单片微腔有限镜反射率限制的最佳候选。在这项工作中，我们使用一个光子对称性保护的束缚态耦合到激子共振的连续，以实现最先进的极化激元凝聚阈值在GaAs/AlGaAs波导。最重要的是，我们展示了制造控制的影响，以及如何通过原子层沉积的表面钝化提供了一种方法来减少激子淬火在光栅侧壁。
2022-05-11 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Polarization Control of the Non-linear Emission on Semiconductor Microcavities
半导体微腔中非线性辐射的圆偏振度（$\wp$）通过改变激子-腔失谐量来控制。极化激元向\textbf{K} $\sim 0$类腔态的弛豫受终态受激散射控制。由于在\textbf{K} $\sim 0$处$\pm 1$自旋能级的简并度的提升，选择发射的螺旋度。在脉冲激发后的短时间内，由于受激散射到最低能量的自旋能级（正/负失谐的$+1/-1$自旋），$\wp$达到非常大的值，无论是正的还是负的。
2002-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
