Excitons in layered metal halide perovskites: an effective mass description of polaronic, dielectric and quantum confinement effects
本文提出一种结合有效质量理论、镜像电荷和哈肯势的激子模型，揭示层状钙钛矿中量子与介电限域压缩激子半径并增强极化子效应，从而提升结合能和辐射复合概率，成功匹配实验数据。
2023-08-06 cond-mat.mes-hall
Polaron spectroscopy of a bilayer excitonic insulator
提出在双层激子绝缘体中利用层内激子与凝聚体激发耦合形成层间极化激元的光谱方案，并通过量子蒙特卡洛和BCS拟设预测层间距对光学谱的调控。
2022-10-20 cond-mat.mes-hall
Polaron-induced changes in moiré exciton propagation in twisted van der Waals heterostructures
本文基于微观多粒子理论，研究MoSe$_2$/WSe$_2$异质结中极化子引起的莫尔激子输运变化，揭示能带平坦化导致跳跃速率和传播速度随温度与扭曲角显著降低。
2024-01-15 cond-mat.mes-hall
Influence of a polaron dispersion and excitonic effect on a magnetopolaron energy spectrum in a quantum well
在激发光垂直于量子阱平面的光学实验中，实现了磁极化子的离散能谱。声子色散和库仑吸引只能使磁极化子的分立能级发生移动，并使部分能级展宽。
2000-04-21 cond-mat.mes-hall
Hot Polarons with Trapped Excitons and Octahedra-Twist Phonons in CH3NH3PbBr3 Hybrid Perovskite Nanowires
杂化钙钛矿材料在光电子学和高效率发光器件中显示出巨大的应用潜力。缺陷诱导的束缚激子和声子之间的相互作用在理解这种优异的品质因数的新兴现象中起着重要的作用。在这里，我们展示了窄线宽的热极化子在$\mathrm{CH_{3}NH_{3}PbBr_{3}}$纳米线，它源于捕获激子和八面体扭曲声子之间的相互作用。光致发光中热极化子的观测表明激子与声子之间存在很强的相互作用。磁光谱进一步证实了多个热极化子的存在，并证实了束缚激子的塞曼分裂和声子能量随抗磁效应的增加。此外，参与相互作用的声子被证明是八面体扭转振动，这是横向光学声子，而捕获激子和纵向光学声子之间的相互作用是弱的。我们的工作表明，在钙钛矿中捕获的激子更喜欢与横向而不是纵向光学声子相互作用。由于体材料通常与纵向光学声子相互作用，这一结果提供了钙钛矿中缺陷的高耐受性的物理解释。
2019-11-18 cond-mat.mes-hall
Interlayer Fermi polarons of excited exciton states in quantizing magnetic fields
本文利用磁光反射衬度研究 WSe$_2$/石墨烯异质结构中 2s 激子的层间费米极化子，实现量子霍尔态光学探测并观测到吸引与排斥两个极化子分支。
2024-06-15 cond-mat.mes-hall
Optical properties of polaronic excitons in stacked quantum dots
本文采用非绝热方法研究了自组装量子点中极化激子的光学性质。一个平行六面体形状的量子点被认为是一个模型的自组装量子点的堆栈。激子-声子相互作用被考虑到特定于这些量子点的所有声子模式（块状，半空间和界面声子）。我们发现，堆叠的量子点之间的耦合可以导致强烈的增强的光学吸收的光谱范围内的特征声子卫星。
2003-11-14 cond-mat.mes-hall
Cross-over from trion-hole to exciton-polaron in n-doped semiconductor quantum wells
我们提出了一个在n掺杂的二维（2D）和准二维半导体的光吸收的理论研究，考虑到光生激子与费米海（FS）电子通过（i）泡利阻塞，（ii）库仑屏蔽，（iii）FS电子-空穴对的激发-我们在这里限制为一个相互作用。因此，我们处理的系统是由一个激子加上零或一个FS电子空穴对。在低掺杂时，系统的基态主要是由一个“trion-hole”-一个trion（两个相反自旋的电子加上一个价空穴）弱结合到一个FS空穴-和一个小的激子组成。由于trion与光子耦合不良，最低吸收峰的强度较弱;由于2粒子和4粒子状态之间的耦合较大，由于激子分量的增长，最低吸收峰的强度随着掺杂而增加。随着掺杂浓度的进一步增加，由于FS电子的Pauli阻挡作用，三电子-空穴复合物的束缚减少，能量增加。较低的峰然后变得主要是由于由FS电子-空穴对修饰的激子，即激子-极化子。结果表明，$n$ -杂质半导体量子阱的吸收光谱呈现两个显著的吸收峰，随着掺杂量的增加，最低吸收峰的性质由三空穴转变为激子极化子。我们的工作还确定了实验观察到的，甚至在反交叉之前，随着掺杂的增加，三重空穴峰和激子-极化子峰之间的能量分离的物理机制。
2018-10-31 cond-mat.mes-hall
Quantum beats of exciton-polarons in CsPbI3 perovskite nanocrystals
Technische Universität Dortmund（多特蒙德工业大学）；St. Petersburg State University（圣彼得堡国立大学）；ITMO University（ITMO大学）；St. Petersburg State Institute of Technology（圣彼得堡国立技术学院）；Jackson State University（杰克逊州立大学）
本文通过瞬态双脉冲光子回波实验，在CsPbI3纳米晶中观察到激子-极化子态之间的量子拍频，并利用四能级模型量化了激子-声子耦合强度，为调控钙钛矿半导体中的相干光学动力学提供了途径。
2025-11-17 cond-mat.mes-hall
Interacting Polaron-Polaritons
二维半导体材料具有激子结合能大、光-物质耦合强等特点，为研究线性激子和极化激元物理提供了理想的平台。然而，这些特征通常意味着激子-激子相互作用减少，阻碍了有源光学器件如激光器或参量振荡器的实现。在这里，我们表明，电子注入到单层二硒化钼的巡回电子，使我们能够克服这个限制：激子极化激元的动态屏蔽电子导致形成新的准粒子称为极化子极化激元，表现出意想不到的强相互作用，以及玻色增强极化子电子散射的光学放大。为了测量的非线性光学响应，我们进行时间分辨泵浦-探测测量和观察极化子极化激元相互作用增强的50倍（$0.5 μ$ eV $μ$ m $^2$）相比，激子极化激元。同时，我们测量了极化子-极化激元受激散射产生的$\gtrsim 2$探测场的光谱积分透射增益。我们从理论上证明，光激发准粒子的非平衡性质有利于以前未探索的相互作用机制，该机制源于屏蔽云中的相空间填充，这为实验观察到的强排斥相互作用提供了准确的解释。我们的研究结果表明，巡回电子激子相互作用提供了一个宝贵的工具，电子操纵的光学性质，展示了一种新的机制，大大提高极化激元-极化激元相互作用，并铺平了道路，实现非平衡极化激元凝聚。
2019-10-21 cond-mat.mes-hall
Gate-tunable exciton-polaron Rydberg series with strong roton effect
电子激子极化子是费米海（FS）中由极化电子-空穴云包裹的激子形成的假想多体准粒子。预计它将显示出丰富的多体物理和不寻常的Roton般的色散。近年来，人们用激子极化子理论解释了单层掺杂过渡金属二硫属化物（TMD）的激子光谱，但这些研究仅限于基态。激发态激子极化子由于其更大的空间范围可以表现出更丰富的多体物理，但由于其固有的微弱信号，检测是具有挑战性的。在超净单层MoSe $_2$器件中，我们用光谱学方法观察到了1 s- 3s激子里德堡系列的门控可调激子极化子。当FS扩展时，我们观察到越来越严重的抑制和陡峭的能量从低到高里德堡态的转变。他们的门依赖的能量转移超出了trion的描述，但符合我们的激子极化子理论。值得注意的是，激子-极化子吸收带和发射带以能隙分离，该能隙从基态到激发态增加。这种奇特的特性归因于类旋子激子-极化子色散，其中能量最小值发生在有限动量处。从基态到激发态，旋子效应增强。这种激子-极化子里德堡系列具有显著的多体效应和旋子效应，为探索复杂的多体现象提供了一个新的平台。
2020-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of the polaronic character of excitons in a two-dimensional semiconducting magnet $\mathrm{CrI_3}$
激子动力学可以通过电子-声子耦合受到晶格振动的强烈影响。这在二维磁性半导体中很少被探索。聚焦于双层CrI 3，我们首先通过温度依赖的光致发光和吸收光谱显示出强的电子-声子耦合的存在。然后，我们报告的观察周期性宽模式的拉曼光谱中的第8阶，归因于激子的极化特性。我们建立，这种极化特征是占主导地位的电荷转移激子在1.96 eV和纵向光学声子在120.6 cm-1之间的耦合。我们进一步表明，长程磁序的出现增强了约50 $\%$的电子-声子耦合强度，从层状反铁磁到铁磁序的过渡调谐周期性宽模的光谱强度，这表明在二维CrI 3晶格，电荷和自旋之间的强耦合。我们的研究为定制二维磁性半导体中的光-物质相互作用提供了机会。
2020-09-22 cond-mat.mes-hall
Polaron-Polaritons in the Integer and Fractional Quantum Hall Regimes
二维电子系统中的基本准粒子可以被描述为激子-极化子，因为电子-激子相互作用确保了通过费米电子-空穴对激发来修整激子。一个相关的未决问题是当电子占据平带和电子-电子相互作用变得突出时，对这种描述的修改。在这里，我们执行腔光谱的二维电子系统中的强耦合制度，极化激元共振进行签名的强相关的量子霍尔相位。通过测量极化激元分裂的演化下的外部磁场，我们证明了修改的电子-激子相互作用，我们与相空间填充在整数填充因子和极化子敷料分数填充因子。观察到的非线性行为显示出极大的希望，增强极化激元-极化激元相互作用。
2017-09-01 cond-mat.mes-hall
Influence of exciton spin relaxation on the photoluminescence spectra of semimagnetic quantum dots
我们提出了一个全面的实验和理论研究的光致发光的单个CdMnTe量子点的Mn含量x范围从0.01到0.2。我们区分三个阶段的激子-Mn离子自旋系统的平衡，并表明，中间阶段，其中激子自旋放松，而总的平衡没有达到，引起一个特定的不对称形状的光致发光光谱。从测量和计算的光谱之间的一个很好的协议，我们能够评估的激子本地化体积，顺磁性Mn离子的数量，和它们的温度为每个特定的点。我们讨论了这些参数的值，并将它们与其他实验的结果进行比较。此外，我们分析了平均塞曼位移和过渡线宽的Mn含量的依赖关系，并指出具体的过程，控制这些值在特定的Mn浓度。
2013-04-10 cond-mat.mes-hall
Fermi polaron-polaritons in charge-tunable atomically thin semiconductors
简并费米系统中可动量子杂质的动力学是多体物理中的一个基本问题。由于最近对超冷费米气体的突破性实验，人们对这一领域的兴趣又重新燃起。由于有利于超低质量极化激元形成的腔耦合和导致极化子或三振子形成的激子-电子相互作用之间的相互作用，在嵌入微腔的二维电子系统中光学产生激子或极化激元构成了该领域的新前沿。在这里，我们提出了腔光谱的栅极可调单层MoSe $_2$表现出强烈的束缚三振子和极化子共振，以及非微扰耦合到一个单一的微腔模式。随着电子密度的增加，由极化子分裂决定的振子强度逐渐从较高能量的排斥激子极化子共振转移到较低能量的吸引极化子流形。同时观察到的极化激元形成的吸引力和排斥力的分支表明一个新的制度的极化子物理的极化激元杂质的质量是远远小于电子。我们的研究结果揭示了新的光响应的半导体在自由载流子的存在下，通过确定费米极化子性质的激子共振，并构成了第一步，在调查一类新的简并玻色-费米混合物。
2016-03-30 cond-mat.mes-hall
Polarons shape the interlayer exciton emission of MoSe$_2$/WSe$_2$ heterobilayers
本研究通过时间分辨和连续波光谱，发现热声子及极化子效应塑造MoSe$_2$/WSe$_2$异质双层中激子层间发射，修正了莫尔俘获模型。
2024-07-22 cond-mat.mes-hall
Exciton-polarons in two-dimensional semiconductors and the Tavis-Cummings model
二维电子或空穴系统的基元光激发被认为是激子-费米-极化子。然而，激子和电子的束缚态（称为trion）与激子-极化子之间的联系一直是争论的主题。在这里，我们使用一个类比的量子光学的Tavis-Cummings模型，以表明激子极化子可以被理解为一个混合准粒子-一个相干叠加的裸激子在未扰动的费米海和一个明亮的集体激发的许多trions。这个类比在一定程度上是有效的，因为Chevy Anglands提供了激子的动力学屏蔽的良好描述，并且提供了费米能量比trion结合能小得多。我们期望我们的结果带来新的见解，可以帮助解释二维半导体的吸收和发射光谱之间的显着差异。
2020-06-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Excitonic Polaron States and Fano Interference in Phonon-Assisted Photoluminescence of Bound Excitons in ZnO
本文报道了在高质量ZnO晶体中，由于激子与纵光学声子的强耦合以及Fano型干涉，产生的强激子极化子的光致发光观测结果。在足够低的温度下，激子和LO声子的强耦合不仅导致传统的斯托克斯线（SL），而且导致除了零声子线（ZPL）之外的二阶反斯托克斯线（ASL）。发现SL和ASL相对于ZPL不是镜像对称的，这强烈表明它们来自激子和声子的不同耦合态。更有趣的是，观察到一组新的峰，包括一个ZPL和几个SL。这些观测结果可以用一个新发展的理论来解释，在这个理论中，这一组归因于基态激子极化子态，另一组来自激发极化子态，其中LO声子分量部分衰减为声子模。除了这些显示激子-声子耦合系统的准粒子性质的光谱特征外，还发现一阶光致发光呈现出特征的Fano线型，这是激子极化子的LO分量与声子间的量子干涉引起的.这些发现导致一个新的见解激子-声子相互作用的基本影响。
2005-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Attractive interactions, molecular complexes, and polarons in coupled dipolar exciton fluids
在电场作用下，半导体双量子阱中的偶极激子（或空间间接激子）是偶极矩垂直于双量子阱平面取向的中性物质。在这里，我们从理论上研究IX之间的相互作用在堆叠的DQW双层，其中偶极耦合可以是吸引力或排斥力取决于粒子的相对位置。通过使用微观能带结构计算来确定形成激子的电子态，我们表明，堆叠IX之间的吸引偶极相互作用变形其电子波函数，从而增加了DQW间的相互作用能，使IX电极化。多粒子效应的相互作用，考虑在一个DQW的一个单独的IX云的IX在其他DQW，这是建模为一个密排晶格或连续IX流体之间的耦合。我们发现，晶格模型产生IX层间结合能随晶格密度的增加而降低。这种行为是由于DQW内偶极排斥的主导作用，这阻止了一个以上的激子进入DQW间耦合的吸引区域。最后，这两个模型表明，单一的IX扭曲的分布的IX在相邻的DQW，从而诱导形成的IX极化子。虽然层间结合能随着晶格极化子的IX密度而降低，但连续极化子模型预测了与最近的实验研究半定量一致的密度的非单调依赖性[cf. Hubert { \it等人}，Phys. Rev. { \bf X}9，021026（2019）]。
2019-10-22 cond-mat.mes-hall
Nonlinear optical response of resonantly driven polaron-polaritons
微腔中二维半导体中的激子极化激元是探索光-物质混合量子系统的有力平台。在这里，我们研究了宏观相干布居的最低能量状态的极化子-极化激元，这是准粒子形成的敷料激子极化激元的粒子-空穴激发周围的电子气。用非微扰多体理论描述激子-电子关联，结合宏观布居态的非平衡理论，我们证明了电子对极化子-极化激元的集体性质有很强的影响.这源于极化子-极化激元能量和它们之间的相互作用对电子密度的依赖性，这导致了强非线性。通过计算极化子-极化激元的激发谱，我们确定了极化子-极化激元的稳定和不稳定区域，并表明当电子密度变化时，它们会导致显著的滞后效应。我们的结果应该很容易观察到使用目前的实验技术。
2021-10-01 cond-mat.mes-hall
Polarons and Exciton-Polarons in Two-Dimensional Polar Materials
本文提出了一种关于二维极性晶体单层中光学声子、Fröhlich极化子和激子-极化子的宏观理论，基于中间耦合近似推导了LO声子色散及电子-空穴有效势，揭示了二维极化子有别于三维的独特特征。
2025-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Using coherent dynamics to quantify spin-coupling within triplet-exciton/polaron complexes in organic diodes
量化影响有机半导体中电子跃迁的自旋-自旋相互作用对于理解其磁光电性质至关重要。通过将相干态下三个自旋相互作用的理论模型与MEH-PPV二极管上的脉冲电检测磁共振实验相结合，我们量化了由三个自旋半粒子组成的复合物内的自旋耦合。我们确定，这些粒子形成三重态激子：极化子对，其中极化子：激子交换是超过5个数量级弱（小于170 MHz）比激子内。这种方法提供了一种直接的光谱方法，用于区分耦合方案，如强结合的三离子，这已被提出发生在有机器件。
2015-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Comparative analysis of magnetic resonance in the polaron pair recombination and the triplet exciton-polaron quenching models
本文对极化子对复合（PPR）和三重态激子-极化子猝灭（TPQ）模型中的磁共振进行了比较理论研究。这两个模型已被调用来解释光致发光检测磁共振（PLDMR）在$π$共轭材料。我们发现，在两个模型内计算的共振线型显着不同的几个方面。首先，在PPR模型中，随着微波功率的增加，线形表现出不寻常的行为：它从弱功率时的完全正值演变为强功率时的完全负值。相反，在TPQ模型中，PLDMR是完全正的，表现出单调饱和。第二，这两个模型预测不同的依赖性的共振信号的光激发功率，$P_L$。在低$P_L$时，共振振幅$ΔI/I$在PPR模型中为$\propto P_L$，而在TPQ模型中为$\propto P_L^2$与$P_L^3$交叉。在物理层面上，差异源于不同的潜在自旋动力学。最突出的是，PPR模型中的负共振起源于微波诱导的自旋迪克效应，导致光致发光的共振猝灭。自旋-迪克效应是由自旋选择性复合引起的，在强微波功率下，共振电子对之间发生高度关联的旋进。这种效应与TPQ无关，TPQ中大多数三重态由于强零场分裂而非共振。这两个模型的线形的分析评估，使这些形状通过一个复杂的哈密顿的本征值表示。这绕过了求解随机刘维尔方程的更大的复杂系统的必要性。我们的研究结果铺平了道路，通过cw PLDMR两种机制之间的可靠的歧视。
2017-08-06 cond-mat.mes-hall
Observing the Birth of Rydberg Exciton Fermi Polarons on a Moire Fermi Sea
本研究利用泵浦-探测光谱在WSe₂单层与转角双层石墨烯构成的系统中，直接观测到里德堡激子费米极化子的形成过程，发现其弛豫速率和结合能随载流子密度增加而增大，为二维范德华系统的多体准粒子研究提供了新见解。
2025-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Ground and Excited Exciton Polarons in Monolayer MoSe2
单层过渡金属二硫属化物半导体，与多功能的实验上可访问的激子物种，提供了一个有趣的平台，研究激子和费米电荷海之间的相互作用。使用六方氮化硼封装的单层MoSe 2，我们研究了原子层中的基态和激发里德堡态的电荷密度调谐的影响。一致的激子极化子行为揭示在光致发光和反射光谱的A激子1s（A：1s）里德堡态，在以前的研究相反。2s里德堡态提供了一个机会，以了解这种相互作用大大降低激子结合能。我们发现费米海的影响变得更加剧烈。利用光致发光上转换技术，我们进一步验证了B：2s激子的排斥支的2s极化子样行为，其能量远高于裸带隙。我们的研究表明，类极化子相互作用的功能是相当通用的和高度鲁棒的，提供了关键的见解穿着在费米海的多体状态。
2020-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Microscopic Model of Exciton Polarons in 2D Wigner Crystals
Institute for Quantum Electronics, ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院量子电子研究所）；Institute for Theoretical Physics, ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院理论物理研究所）；Institut für Theoretische Physik, Universität Heidelberg（海德堡大学理论物理研究所）
本研究提出一个理论模型，揭示了二维威格纳晶体中激子与电子相互作用的机制，并解释了高能级吸引极子共振现象。
2026-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
When polarons meet polaritons: Exciton-vibration interactions in organic molecules strongly coupled to confined light fields
本文提出了一种描述有机分子与腔模强相互作用的微观半解析理论。激子振动耦合内的分子和激子腔相互作用被视为平等的基础上，采用温度相关的变分方法。强激子-振动耦合和强激子-腔耦合之间的相互作用产生混合基态，我们称之为下极化子极化激元。得到了基态波函数、下极化子极化激元的零温准粒子重量、光致发光谱线强度和平均振动量子数的显式表达式。这些量对激子-腔耦合强度的依赖关系表明，强腔耦合导致腔模的振动修整增强，同时暗激子的振动解耦，这又导致较低的极化子极化激元类似于强耦合制度中的单模修整裸较低的极化激元。简要讨论了热效应对几个观测量的影响。
2016-11-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Purely electronic model for exciton-polaron formation in moiré heterostructures
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）；Joint Quantum Institute, University of Maryland（马里兰大学联合量子研究所）
本文提出一个纯电子模型，研究摩尔晶格中激子-极子的形成，揭示电子密度对极子质量的重正化效应，并预测在霍尔实验中可观测到的有效极子质量符号变化。
2026-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Polaron-enhanced polariton nonlinearity in lead halide perovskites
激子-极化激元相互作用产生的强有效光学非线性效应为实现全光集成逻辑门提供了一个通用的平台。在目前大多数激子材料中，激子对热波动的鲁棒性与激子-激子相互作用的强度之间存在直接联系，使得具有最高水平的激子非线性的材料仅适用于低温温度。在这里，我们表明，强极化效应，钙钛矿材料的特点，允许克服这一限制。也就是说，我们证明了纳米结构的有机-无机卤化物钙钛矿MAPbI $_3$的非线性光学响应的创纪录的高值，实验检测为飞秒激光照射下的极化激元分支的19.7 meV蓝移。这显著高于基于传统半导体和过渡金属二硫属化物单层的样品的特征值。所观察到的强极化子增强的非线性存在的四晶和正交相的MAPbI $_3$，并保持稳定，在高温下。
2022-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exciton-polarons in the presence of strongly correlated electronic states in a MoSe$_2$/WSe$_2$ moiré superlattice
二维莫尔材料为研究强关联电子态提供了一个高度可调的平台。这种涌现的多体现象可以在叠置两层过渡金属二硫族化物半导体的莫尔系统中进行光学探测：光学注入的激子可以与占据窄莫尔带的巡回载流子相互作用，形成对强相关敏感的激子-极化子。在这里，我们调查的费米海局部化的云纹超晶格的二硒化钼（MoSe $_2$）/二硒化钨（WSe $_2$）扭曲异质双层修饰的激子的行为。在莫尔晶格的大量分数填充中，我们观察到电子和空穴有序地进入稳定的相关电子态。磁光测量揭示了非凡的塞曼分裂的激子极化子由于交换相互作用的相关孔阶段，与最大值接近的相关状态在一个孔每个网站。塞曼分裂的温度依赖性揭示了反铁磁有序的相关孔在很宽的范围内的分数填充。我们的结果说明了激子极化子在强关联电子态存在下的性质，揭示了MoSe $_2$ /WSe $_2$平台在研究费米-哈伯德和玻色-哈伯德物理方面的巨大潜力.
2022-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Long-Range Fermi-Polaron Blockade in Monolayer MoSe$_2$
Purdue University（普渡大学）；Stanford University（斯坦福大学）；SLAC National Accelerator Laboratory（SLAC国家加速器实验室）；Columbia University（哥伦比亚大学）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）
通过飞秒泵浦-探测瞬态吸收显微镜，直接成像单层MoSe$_2$中激子-费米极化子的空间分辨非线性光学响应，发现吸引性费米极化子的共振吸收被显著空间抑制，其光学阻塞半径比中性激子大十倍以上，表明费米子介导的相互作用是主要机制。
2026-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Phonon-induced dephasing in quantum dot-cavity QED: Limitations of the polaron master equation
嵌入在光学微腔内的半导体量子点（QD）是量子信息处理中的基本重要的系统。量子相干性的优化是至关重要的，在这样的应用中，需要深入了解相关的退相干机制。我们在这里提供了一个重要的审查普遍的理论治疗耦合到纵向声学声子的量子点腔系统，比较预测对最近获得的精确解。在这篇评论中，我们考虑了一系列的温度和激子腔耦合强度。预测的极化子Nakajima-Zwanzig（NZ）和无时间卷积（TCL）主方程，以及前者的变化适用于绝热连续波激发（CWE），比较对一个渐近精确的解决方案的基础上Trotter的分解（TD）定理。NZ和TCL的实现，其中应用极化子变换的哈密顿量，并随后处理激子腔耦合到二阶，不提供一个显着的改善精度相对于极化子变换单独。CWE适配提供了显著的改进，捕获了吸收光谱的宽带特征（在NZ和TCL实现中不存在）。我们将这种差异归因于马尔可夫近似的效果，特别是它在脉冲激发制度的不适用性。然而，即使是CWE适应，打破了高温（$50K$）和强激子腔耦合（$g \gtrsim 0.2$ meV）的制度。TD解具有与上述主方程方法相当的计算复杂性，但在较高温度下和在宽范围的激子-腔耦合强度（至少高达$g=1.5$ meV）上保持准确。
2020-02-05 cond-mat.mes-hall
Exciton interacting with a moiré lattice: Polarons, strings, and optical probing of spin correlations
本文提出TMD单层激子与相邻莫尔晶格空穴自旋关联耦合的理论，揭示磁极化子与反铁磁体中的几何弦激发，并指出可通过激子光谱光学探测莫尔量子相。
2024-08-02 cond-mat.mes-hall
Room-temperature polaron-mediated polariton nonlinearity in MAPbBr3 perovskites
支持激子-极化激元的系统代表具有由激子-激子相互作用提供的强的内置光学非线性的固态光学平台。在具有类氢激子的传统半导体中，非线性率与结合能成反比。这使得激子在室温下稳定，弱相互作用，这显然限制了相应材料的非线性光子学的实际应用的可能性。我们从实验和理论上证明，这些限制可以在混合钙钛矿，如MAPbBr 3由于介导粒子间相互作用的极化子效应的关键作用，大大软化。激子-极化子-极化激元在室温下保持稳定和强相互作用，这是由共振飞秒激光脉冲激发下的较低的极化激元分支能量的大的非线性蓝移证实。我们的研究结果打开了新的视角在环境条件下的激子极化激元非线性的管理。
2022-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Enhancing resonant second harmonic generation in bilayer WSe2 by layer-dependent exciton-polaron effect
本文利用双栅双层WSe2中的层依赖激子-极化子效应打破层间反演对称性，在极小电场下实现40倍共振SHG增强，为二维激子材料中SHG调控和层依赖量子态探测提供了新方法。
2024-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic polaronic exciton in A-type 2D van der Waals bulk material CrSBr
针对二维磁性半导体CrSBr在高磁场低温下电子结构和光物理机制不明确的问题，通过光谱研究确定其电荷转移带边并揭示局域激子磁极化子态及不同温度下的激子竞争，为层状磁性半导体量子调控提供基础。
2024-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Confined exciton polaron in MoS$_2$ on twisted-hBN
Indian Institute of Science（印度科学学院）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）
利用非单调电场在扭曲hBN铁电畴壁上限制并极化MoS2中的激子，观察到量子化带电激子发射，通过激子极化子多体图像解释，为区分激子极化子与三子提供了明确方法。
2026-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory of Polaron Resonance in Quantum Dots and Quantum-Dot Molecules
介绍了量子点和量子点分子中激子与光子和LO声子耦合的理论。由LO声子介导的激子在基态（亮）和激发态（暗或亮）之间的共振往返改变了衰变时间并产生拉比振荡。基态和激发态中粒子数的初始分布决定了振荡的振幅和频率。这种性质为存储在由QD或QDM制成的量子比特中的信息提供了可检测的签名，用于宽范围的温度T。我们的研究结果为最近实验报道的自组装InGaAs/GaAs QDM中T依赖性衰变的异常提供了解释。
2007-03-15 cond-mat.mes-hall
Fermi polaron laser in two-dimensional semiconductors
我们研究了受驱动的二维半导体的弛豫动力学，其中巡游电子打扮光泵激子，形成两个费米极化子分支。在零动量附近激发的排斥极化子在高动量时迅速衰减到吸引极化子。与电子的碰撞随后导致有吸引力的极化子的较慢的弛豫，其在辐射损失占主导地位的零动量附近的光锥边缘处积累。激子极化子的玻色子性质使得受激散射成为可能，从而在更高的泵浦功率下产生激光跃迁。后者的特征在于光发射的超线性增加以及扩展的时空相干性。由于相干峰位于光锥的边缘而不是中心，因此激子的多体修整可以将线宽减小到激子无辐射寿命所设定的极限以下。
2022-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Polarons Explain Luminescence Behavior of Colloidal Quantum Dots at Low Temperature
胶体量子点的发光特性已在成像、光源和显示器中得到应用。尽管有广泛的兴趣，从这些量子点的一些实验观察，如微秒级的短寿命和低温光致发光光谱中的零纵向光学声子线，仍然无法解释现有的模型。在这里，我们提出了一个模型，包括固态环境对发光的影响，通过捕获相干和非相干的带边激子与声子模式的相互作用。我们的模型预测了通过激子与受限声学声子模的耦合形成修饰态，并解释了短寿命和光谱中零纵向光学声子线的存在。考虑到激子与体声子模的相互作用，该模型还解释了实验观察到的光致发光衰减动力学的温度依赖性和光致发光光谱的温度依赖性。
2017-09-03 cond-mat.mes-hall
Electron-phonon couplings inherent in polarons drive exciton dynamics in two-dimensional metal-halide perovskites
我们报告的激子形成和弛豫动力学光载流子注入后，在一个单层的二维碘化铅钙钛矿。我们用时间分辨光致发光和瞬态吸收光谱研究了四种不同激子共振的时间演化，发现在5，K时，在$\lesssim$ 1-ps时间尺度上形成一个激子子集，这些激子随后在$\sim$ 5- 10，ps弛豫为低能激子，并在$<$ 100，K以上有明显的温度依赖性.我们实现了模式投影分析，确定所有观察到的声子与频率$\leq$ 50\，cm $^{-1}$激子间非绝热耦合，这反过来又决定了激子弛豫率的相对贡献。这种分析排名的声子，参与极化晶格畸变的激子相互转换动力学的相对贡献，从而建立它们的作用在激子状态的非绝热混合，这在激子弛豫速率。
2019-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Exciton-polaron interactions in monolayer WS$_2$
准粒子之间的相互作用至关重要，并最终决定量子物质的宏观性质。一个著名的例子是超导现象，它是由声子或材料中其他更奇特的波动介导的吸引力电子-电子相互作用引起的。在这里，我们将移动激子杂质引入到二维电子气中，并研究由此产生的费米极化子准粒子之间的相互作用。我们采用多维相干光谱单层WS $_2$，这提供了一个理想的平台，用于确定极化子-极化子相互作用的性质，由于底层的trion精细结构和谷特定的光学选择规则。在低电子掺杂浓度下，我们发现主导的相互作用是由相同的费米海打扮的极化子状态之间。在没有束缚极化子对（双极化子）的情况下，我们使用一个最小的微观模型，这些相互作用源于相空间填充效应，激子竞争相同的电子。我们进一步揭示了具有极大结合能的双极化子束缚态的存在，其中不同谷的激子协同束缚于同一个电子，为探索和理解二维层状结构如莫尔超晶格中的强电子关联效应奠定了基础.
2022-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.other physics.optics
Fröhlich-type Polarons in Isotopically Enriched Hexagonal Boron Nitride
Texas Tech University（德克萨斯理工大学）；U.S. Naval Research Laboratory（美国海军研究实验室）；Kansas State University（堪萨斯州立大学）
研究通过低温阴极发光揭示了同位素富集六方氮化硼中的弗罗赫利希型激子-声子耦合，确定了间接激子能级及其纵向声子副本，并提取出弗罗赫利希耦合常数和更大的激子结合能，为调控其声子极子和量子光学性质提供了基础。
2026-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exciton-polaron complexes in pulsed electrically-detected magnetic resonance
已经提出了几种微观途径来解释在有机半导体中观察到的大的磁效应，但是识别和表征哪个微观过程实际上影响整体磁场响应是具有挑战性的。脉冲电检测磁共振提供了一个理想的平台，为这项任务，因为它本质上监测的载流子的利益，并提供动态信息，这是无法通过传统的磁导测量。在这里，我们开发了一个通用的时域理论来描述自旋依赖的激子-电荷复合物的顺磁中心通过电子自旋共振相干操纵后的反应。一般的哈密顿量的处理，它表明，激子极化子复合物的跃迁频率和共振位置可以用来估计种间耦合。这项工作还提供了一个一般的形式主义分析多脉冲实验，可用于提取弛豫和传输率。
2015-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
A perturbative approach to the polaron shift of excitons in transition metal dichalcogeniedes
本文研究了二维过渡金属二硫属化物中声子对基吸收跃迁线1 s激子共振位置的影响。我们应用我们的理论WS $_{2}$的二维材料的吸收峰位置的位移已被测量为温度的函数。该理论仅由两个部分组成：一是纵向光学声子对吸收峰位置的影响，我们用二阶微扰理论描述;二是声子对单粒子能隙值的影响，我们用HuangRhys模型描述。我们的结果表明，一个很好的协议与实验测量的吸收峰随温度的变化。
2021-02-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Flexural deformations and collapse of bilayer two-dimensional crystals by interlayer exciton
我们发展了一个在原子薄双层膜中形成的层间激子-极化子的自洽理论。位于不同层中的电子和空穴之间的库仑吸引导致它们的弯曲变形，并提供了激子与弯曲声子耦合的有效机制。我们研究了层间张力对极化子结合能和有效质量的影响，从而导致在弱耦合和强耦合两种情况下，层间张力对极化子形成的抑制作用。我们还考虑了与面外和面内晶格位移之间的相互作用有关的非线性的作用，并得到了由于载流子之间的库仑吸引力而使激子崩塌的层粘的判据。
2022-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Valley-mediated singlet- and triplet-polaron interactions and quantum dynamics in a doped WSe$_2$ monolayer
本文利用二维相干电子光谱研究掺杂WSe$_2$单层中单重态与三重态费米极化子的量子退相干和谷相干性，发现暗-亮态转换导致单重态极化子谷极化寿命长达200-800皮秒，为原子级薄半导体中自旋和谷指标的电学与光学调控提供了指导。
2025-01-04 cond-mat.mes-hall
Microscopic Theory of Polaron-Polariton Dispersion and Propagation
该研究建立极化子-极化激元色散与传播的微观解析理论，通过非微扰处理耦合、Floquet形式量子化声子，证明系统可用能带描述，解释了高激子特性极化激元低速长寿命弹道运动的实验现象。
2025-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Crossover from exciton polarons to trions in doped two-dimensional semiconductors at finite temperature
本文采用有限温度费米极化子理论研究掺杂二维半导体的光学响应，揭示了极化子准粒子随升温或降掺杂向三离子–空穴连续谱的渡越及其光谱与微腔耦合特征。
2022-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum dot Rabi rotations beyond the weak exciton-phonon coupling regime
在弱激子-声子耦合近似下，研究了声子环境影响下受驱动量子点的激子动力学。通过结合极化子变换和时间局域投影算子技术，我们开发了一个主方程，可以有效的激子-声子耦合强度和温度比标准的弱耦合方法在更大的范围内。对于这里考虑的实验相关参数，我们发现弱耦合和极化子理论在低温（低于30 K）下给出了非常相似的预测，而在更高的温度下，我们开始看到两者之间的差异。这是因为弱耦合理论与极化子方法不同，它不能捕捉多声子效应，同时也不能正确解释声子诱导的驱动频率重正化。特别是，我们发现，弱耦合理论往往高估的阻尼率相比，预测的极化子理论。最后，我们扩展我们的理论，包括非马尔可夫效应，并发现，对于这里考虑的参数，它们几乎没有影响的激子拉比旋转时，绘制为脉冲面积的函数。
2010-11-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Interaction induced AC-Stark shift of exciton-polaron resonances
本研究在电荷可调的原子级薄MoSe₂异质结构中探究AC-Stark效应，利用强泵浦激光产生虚拟集体激发，发现巡游电荷可显著增强光学激发相互作用，吸引性极化子相互作用比裸激子强一个数量级以上。
2023-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Optical signatures of charge order in a Mott-Wigner state
在二维半导体中，巡游电子的基本光激发是吸引和排斥极化子--被电子动态屏蔽的激子。激子-极化子一直是在自旋不变的简并费米系统中研究的。在这里，我们表明，电子电荷顺序打破激子平移不变性，并导致激子极化子光谱中的直接光学签名。具体来说，我们证明了新的光学共振出现由于激子和电子之间的空间调制的相互作用在不可压缩的莫特状态。我们的观察表明，共振光谱学提供了一个宝贵的工具，用于研究强相关的状态，如维格纳晶体和密度波，其中激子-电子相互作用被修改的新的电子电荷或自旋顺序的出现。
2020-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Interlayer Fermi Polarons in Bilayer MoTe$_2$
University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）；Universität Heidelberg（海德堡大学）；Laboratory for Physical Sciences（物理科学实验室）；Brookhaven National Laboratory（布鲁海文国家实验室）；National Institute for Materials Science（物质材料研究机构）
本研究揭示双层MoTe$_2$具有直接光学带隙，通过电场和掺杂调控层间激子与载流子形成新型费米极化子，为多体量子态研究提供平台。
2026-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Quantum dot exciton dephasing by Coulomb interaction. A fermionic analogue of the independent boson model
用类似于独立玻色子模型的方法研究了量子点激子与润湿层载流子库仑相互作用的时间演化。极化么正变换的作用是由散射矩阵，其中一个图形，链接集群扩展是可用的。讨论了与独立玻色子模型的异同。给出了一个数值算例。
2019-11-27 cond-mat.mes-hall
