Observation of Half Quantum Vortices in an Exciton-Polariton Condensate
单量子化的涡旋已经在许多系统中被观察到,包括超流氦、稀原子气体的玻色-爱因斯坦凝聚体和固态激子极化激元的凝聚体。携带自旋的二维超流体预计将展示一种不同类型的基本激发,称为半量子涡旋,其特征在于当绕过涡核时,相位的π旋转和偏振矢量的π旋转。我们利用偏振分辨干涉、实空间光谱和相位成像等方法探测了激子-极化激元凝聚体中的半量子涡旋。在我们的样本中,半量子涡旋与单量子涡旋共存。
2009-11-13 cond-mat.quant-gas
Spin-Orbit Coupled Exciton-Polariton Condensates in Lead Halide Perovskites
自旋轨道耦合(SOC)负责凝聚态物质中的一系列自旋电子和拓扑过程。在这里,我们显示光子类似物的SOC激子极化激元和它们的冷凝物在微腔组成的双折射卤化铅钙钛矿单晶。晶体各向异性的存在与横电(TE)和横磁(TM)模的光学腔中的分裂耦合产生非阿贝尔规范场,其可以由两个偏振模的简并点附近的Rashba-Dresselhaus哈密顿量描述。随着密度的增加,具有赝自旋织构的激子极化激元经历相变,成为具有正交极化的竞争凝聚体。与它们的纯光子对应物不同,这些激子极化激元和凝聚物从它们的激子组分继承了非线性,并且可以作为多体SOC过程的量子模拟器。
2021-11-18 cond-mat.quant-gas
Non-Markovian stochastic Gross-Pitaevskii equation for the exciton-polariton Bose-Einstein condensate
本文提出了一个非马尔可夫的Gross-Pitaevskii方程来描述非相干泵浦下激子-极化激元系统中凝聚态的形成。通过引入空间δ相关的噪声项,我们观察到从空间有序相到无序相的转变,随着温度的升高。在此过程中,冷凝物的数量显著减少。不规则地定位分离密集点的冷凝物以上的转变温度被揭示。利用伽柏变换,它表明,随着温度的升高,凝聚消相干,这是伴随着从窄带到宽带谱密度的过渡。
2022-12-14 cond-mat.quant-gas
Exciton-polariton condensates in zero-, one-, and two-dimensional lattices
微腔激子-极化激元是由光与物质强耦合产生的量子准粒子。它们表现出了丰富的量子动力学基础上玻色子性质和固有的非平衡条件。与超冷原子凝聚相比,在更高的温度下,微腔激子-极化激元中的动态凝聚被观察到。最近,我们研究了激子-极化激元凝聚体在人工陷阱和晶格几何中的零维、一维和二维行为。在一维凝聚体阵列中观察到p波阶的相干$π$态,在二维正方晶格中观察到d轨道态.我们期望高轨道凝聚体的制备可以进一步扩展到以可控的方式探测动态量子相变,作为量子仿真应用。
2015-10-28 cond-mat.quant-gas
Evidence for a Bose-Einstein condensate of excitons
原子气体在微开尔文温度下的玻色-爱因斯坦凝聚的证明是一个引人注目的里程碑,而它对半导体激子的证据仍然是一个期待已久的里程碑。这种情况是没有预见到的,因为激子是轻质量的玻色子状粒子,预计会在几个开尔文附近发生凝聚。一个解释可以在激子的基本费米子性质中找到,它支配着激子的凝聚。准确地说,最近预测,在可获得的实验条件下,激子凝聚体应该是“灰色”的,主要的黑暗部分通过费米子交换相干耦合到一个微弱的明亮分量。由于激子大多以其光学活性而闻名,因此这种违反直觉的量子凝聚直接来自具有光学非活性的激子内部结构,即,暗的基态。在这里,我们报告令人信服的证据,这样一个“灰色”冷凝。我们使用全光学的方法,以产生微观陷阱,限制了密集的激子气体,但表现出一个令人不安的弱光发射在亚开尔文温度。这第一个指纹的“灰色”冷凝物,然后确认宏观空间相干性和线性偏振的弱激子光致发光从陷阱发出的,从理论上预测。
2014-07-18 cond-mat.quant-gas
Incoherent excitation and switching of spin states in exciton-polariton condensates
我们从理论和数值上研究了半导体微腔非共振自旋极化光抽运产生和维持的双组分激子-极化激元凝聚体的自旋动力学。使用开放耗散平均场模型,我们表明,存在定义良好的锁相稳定状态的凝聚体可能会导致有效的开关和控制的自旋(极化)状态与非共振激发。空间非均匀脉冲激发可以引起凝聚体赝自旋结构的对称性破缺,并导致非平凡自旋织构的形成。我们的模型是普遍适用于两个弱耦合的极化激元凝聚,因此也可以描述的行为的凝聚人口和阶段的“双阱”型的潜力。
2015-01-22 cond-mat.quant-gas
Highly excited exciton-polariton condensates
激子-极化激元是在半导体微腔中观察到凝聚的电子-空穴-光子(e-h-p)相干系统。与长寿命系统的平衡态玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)不同,极化激元凝聚具有与半导体激光器相似的物理结构,因而具有动力学非平衡特性。凝聚态与激光的区别之一是物质场和光子场之间存在强耦合。无论其平衡或非平衡性质,激子极化激元已被观察到保持强耦合。通过研究激子-极化激元凝聚体的高密度区,我们发现在光致发光中直接观察到负分支。这证明了目前的e-h-p系统仍然处于强耦合状态,与过去的结果相反,在过去的结果中,系统在高密度下降低到标准激光。
2017-07-07 cond-mat.quant-gas
Drag force of a exciton-polariton condensate under non-resonant pumping
半导体微腔中的激子-极化激元凝聚体是一种新型的非平衡超流体。在最近的实验中[P. Stepanov,{ \it et.等,}国家通信{ \bf 10},1038(2019)],研究了共振泵浦下极化激元凝聚体中集体激发的色散关系,重点研究了长寿命激子库在决定超流性中的作用。受这一实验进展的启发,我们通过计算在极化激元凝聚体中运动的经典杂质所受的拖曳力,研究了激子-极化激元凝聚体在非共振泵浦下的超流性。对于在带隙相制备的非共振泵浦极化激元凝聚体,由于库的模式,当杂质的速度很小时,拖曳力可以很大。此外,随着速度的增加,拖曳力可以减小。对于不是很大的速度,拖曳力的增强,如果冷凝物被调谐为更耗散。当凝聚体接近有隙相和无隙相的转变点时,曳力与平衡超流的曳力相似。我们的工作揭示了在非共振泵浦下,储层模式对极化激元凝聚体超流性的影响。
2020-05-25 cond-mat.quant-gas
Relaxation Oscillations and Ultrafast Emission Pulses in a Disordered Expanding Polariton Condensate
半导体微腔常常受到结构缺陷的影响,这会干扰激子-极化激元凝聚体的流动和动力学。此外,在激子-极化激元凝聚体中,由于非相干激子库的性质,存在各种动力学情形和不稳定性。我们研究了半导体微腔中出现的激子-极化激元凝聚体的动力学行为,它决定了它的时空行为。我们的实验数据揭示了复杂的突发式的时间演化下的非共振光脉冲激发。的时间模式的冷凝物排放的结果从固有的障碍,并驱动的激子水库,这在时间上衰减慢得多的极化激元冷凝物的寿命的属性。这一特性导致了极化激元凝聚体形成过程中的弛豫振荡,从而产生相干极化激元场的超快发射脉冲。实验数据可以很好地再现的数值模拟,其中的冷凝物耦合到激子水库所描述的一组速率方程。理论表明,存在缓慢水库暂时清空受激散射的冷凝,产生超短脉冲的冷凝排放。
2017-06-19 cond-mat.quant-gas
Rayleigh surface wave interaction with 2D exciton Bose-Einstein condensate
描述了在半导体衬底上传播的瑞利表面声波(SAW)与位于衬底表面的双量子阱中激子气体的相互作用。我们研究了由于激子耦合引起的声表面波衰减及其速度重整化。SAW激子相互作用的变形势和压电机制。我们把我们的注意力集中在频率和激子密度的SAW吸收系数和速度重整化的温度以上和远低于激子气体的玻色-爱因斯坦凝聚的临界温度的依赖关系。我们表明,SAW衰减和速度重整化是强烈不同的临界温度以下和以上。
2014-09-19 cond-mat.quant-gas
Vortex-antivortex pair dynamics in an exciton-polariton condensate
研究激子-极化激元中的超流和Berezinskiii-Kosterlitz无涡相需要理解耗散无约束凝聚体中的涡旋动力学。在这篇文章中,我们研究了动态涡旋-反涡旋对的运动,并表明涡旋对的稳定性被定义为有序运动,而不是快速分离或重组,是凝聚体中耗散速度和与热极化激元相互作用之间平衡的结果。此外,一个捕获的潜力进一步表明,大大提高了在这个系统中的一个单一的涡对的寿命。这些研究对于解释最近的结果和未来极化子凝聚中二维超流相的研究具有重要影响。
2012-10-22 cond-mat.quant-gas
Gain-induced trapping of microcavity exciton polariton condensates
利用强度稳定激光器,在非共振激发下,对GaAs基微腔中激子极化激元凝聚体进行了实空间和动量空间光谱研究。一个有效的捕获机制被揭示,这是由于受激散射增益内有限的激发光斑结合短的寿命。我们观察到几个量子化的模式,而最低的状态显示海森堡有限的实和动量空间分布。实验结果定性再现了一个开放的耗散Gross-Pitaevskii方程模型。
2010-01-20 cond-mat.quant-gas
Exciton-polariton condensates
最近出现了一种表现出自发相干性的新型系统--激子-极化激元凝聚体。激子-极化激元(或简称极化激元)是存在于半导体微腔中的玻色子准粒子,由激子和腔光子的叠加组成。在阈值密度以上,极化激元宏观上占据相同的量子态,形成凝聚态。极化激元的寿命通常与热化时间相当或比热化时间更短,使得它们具有固有的非平衡性质。然而,它们显示了平衡态玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)的许多预期特征。系统的非平衡性质提出了一个基本问题,即一个系统是BEC意味着什么,并引入了新的物理学,超越了在其他宏观相干系统中看到的。在这篇综述中,我们集中在激子极化激元凝聚所表现出的几个物理现象。特别是,我们研究的主题,如极化激元BEC,极化激元激光器和光子激光器之间的差异,以及物理现象,如超流,涡旋形成,BKT(Berezinskiii-Kosterlitz-无)和BCS(Bardeen-Cooper-Schrieffer)物理。我们还讨论了工程极化激元结构的物理和应用。
2014-11-25 cond-mat.quant-gas
Information processing with topologically protected vortex memories in exciton-polariton condensates
我们表明,在非平衡系统的激子极化激元凝聚体,其中极化激元产生的非相干泵浦,一个环形泵允许固定涡旋存储器元件的拓扑电荷$m = 1$或$m = -1$。使用简单的电势引导,我们可以选择是否复制相同的电荷或将其反转到另一个空间分离的环形泵上。这种对二进制信息的操纵开辟了使用涡旋作为拓扑保护记忆组件的新型处理的可能性。
2014-07-03 cond-mat.quant-gas
Self-trapping of exciton-polariton condensates
激子-极化激元凝聚体的自陷现象可以用新的类极化子态的形成来解释。在极化激元激光阈值以上,晶格温度的局部变化提供了极化激元之间相互吸引的机制。由于这种吸引力,冷凝物坍缩成一个小亮点。它的位置和动量方差接近海森堡量子极限。自陷不需要共振驱动力或缺陷的存在。通过激子的声子辅助受激散射进入极化激元凝聚体来稳定捕获态。虽然观察到的自陷态的形成机制类似于Landau-Pekar极化子模型,但这种状态由数千个准粒子组成,与传统的单粒子极化子状态形成鲜明对比。
2018-10-19 cond-mat.quant-gas
Dynamics of defect-induced dark solitons in an exciton-polariton condensate
本文从理论上研究了非共振泵浦激子-极化激元凝聚体中运动缺陷引起的暗孤子发射。单位时间内产生的暗孤子数与泵浦功率密切相关。我们所观察到的动态的这个过程中所经历的凝聚体的阻力的振荡。我们研究了极化激元量子流体的稳定性,并根据凝聚体和移动障碍物参数给出了各种类型的动力学。此外,我们使用适用于非平衡极化激元系统的变分方法,给出了暗孤子动力学的解析表达式。所确定的动力学方程与数值模拟的结果非常吻合。
2018-03-06 cond-mat.quant-gas
Low-energy collective oscillations and Bogoliubov sound in an exciton-polariton condensate
我们报道了在圆“箱”阱中观察到的激子极化子凝聚体的低能、低动量集体振荡。振荡主要由偶极子和呼吸模式,和两个模式的频率的比例是一致的弱相互作用的二维囚禁玻色气体。从偶极子振荡频率提取的声速小于Bogoliubov声音,这可以部分地解释为非相干水库的影响。这些结果为理解储集层、耗散、能量弛豫和有限温度对激子-极化激元凝聚体和其他二维开放耗散量子流体的超流性质的影响铺平了道路。
2021-01-18 cond-mat.quant-gas
Phase diagram and universal scaling regimes of two-dimensional exciton-polariton Bose-Einstein condensates
本研究通过数值模拟揭示二维激子-极化激元凝聚体在非相干泵浦下的三个普适标度区,提供统一相图并解释近期实验观测。
2025-09-26 cond-mat.quant-gas
Observation of quantum depletion in a nonequilibrium exciton-polariton condensate
超流性首先在液态氦中被发现,它与相互作用玻色子的玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)密切相关。然而,即使在零温度下,当人们期望整个玻色子量子液体变得凝聚时,它的一小部分通过粒子间相互作用和量子涨落被激发到更高的动量状态-量子耗尽现象。在热平衡条件下,弱相互作用原子BEC的量子损耗在理论上是很好理解的,但很难测量。这在驱动耗散系统中更具挑战性,例如激子-极化激元凝聚体(光子耦合到半导体中的电子-空穴对),因为它们的非平衡性质被预测会抑制量子耗尽。在这里,我们观察到量子耗尽的光学捕获的高密度激子极化激元凝聚体通过直接检测由这个过程中填充的基本激发的光谱分支。在动量空间中的这个分支的人口分析表明,激子极化激元凝聚体的量子耗尽可以密切遵循或强烈偏离平衡Bogoliubov理论,这取决于激子极化激元中的物质(激子)的分数。我们的研究结果揭示了激子极化激元相互作用的平均场描述之外的影响,并呼吁更深入地了解平衡和非平衡BEC之间的关系。
2019-10-28 cond-mat.quant-gas
Spiraling vortices in exciton-polariton condensates
介绍了在非共振泵浦光激发下,受驱动耗散(非平衡)激子-极化激元凝聚体中的螺旋涡旋现象。在适当的低泵浦强度下,这些涡旋被示出为沿着圆形轨迹螺旋,其直径与极化激元的有效质量成反比,而旋转周期与质量无关。直径和旋转周期都与泵浦强度成反比。稳定的螺旋图案的形式复杂的多个相互作用的vortices. At升高的泵的强度,这将创建一个更强的均匀的背景下,我们观察到更复杂的旋涡轨迹类似Spirograph模式。
2020-07-07 cond-mat.quant-gas
Adiabatic approximation and fluctuations in exciton-polariton condensates
我们研究了通常用于描述非共振泵浦激子极化激元凝聚体的动力学模型之间的关系,即由复杂的Ginzburg-Landau方程所描述的模型,以及由开放耗散的Gross-Pitaevskii方程,包括一个单独的方程的水库密度。特别是,我们专注于绝热近似的有效性,允许减少耦合冷凝水库动态到一个单一的偏微分方程。我们发现,绝热近似由三个独立的分析条件,必须同时满足。通过研究两个相应模型的随机版本,我们验证了绝热近似的崩溃可能会导致相关长度和波动分布的差异。此外,我们认为相扩散和数量波动的凝聚在一个盒子里,并表明,自洽的描述需要处理超出典型的Bogoliubov近似。
2015-05-25 cond-mat.quant-gas
Phase separation of multicomponent excitonic Bose-Einstein condensates
对于玻色-爱因斯坦凝聚的观测,氧化亚铜中的激子由于其大的结合能和长的寿命而被认为是有希望的候选者。高颗粒密度可以通过在应力诱导电位中的捕获来实现。我们考虑一个多组分气体相互作用的对位和邻位激子在氧化亚铜限制在一个三维势阱。基于Hartree-Fock-Bogoliubov理论,我们计算了密度分布以及衰变发光光谱,表现出玻色凝聚相分离的签名。
2010-10-20 cond-mat.quant-gas
Spontaneous formation of spin lattices in semimagnetic exciton-polariton condensates
激子-极化激元微腔中磁性离子可以表现出类似于经典极化子效应的自发自陷现象。我们详细研究了极化激元凝聚体的完整模型,包括抽运和损耗、自旋自由度、外加磁场和能量弛豫。在准一维情况下,我们表明,极化子效应可以引起一个自发晶格的完美排列的极化域的反铁磁配置。我们发现,在中等磁场强度的凝聚体的部分极化有利于形成这样的“极化子晶格”,这是从一个完全极化的凝聚体中出现的自陷极化子有质的不同。在Bogoliubov-de Gennes近似,我们计算的不稳定性条件,标志着外观的图案。令人惊讶的是,我们发现稳定性条件在部分-全极化阈值处显示出不连续性。
2018-06-15 cond-mat.quant-gas
Theory of relaxation oscillations in exciton-polariton condensates
我们提供了一个非共振泵浦极化激元凝聚体中弛豫振荡的解析和数值描述。所提出的考虑是基于开放的耗散Gross-Pitaevskii方程耦合到一对速率方程。通过研究相空间轨迹的拓扑结构,可以定性地解释凝聚态密度的演化。我们使用不动点分析的不同制度的凝聚动力学,包括快速稳定,慢振荡和超短脉冲发射的分类。我们得到了一个分析条件的发生弛豫振荡。连续和脉冲的凝聚激发考虑,我们证明,在后一种情况下,第二水库的存在是必要的振荡的出现。我们表明,弛豫振荡应该发生在系统中相对较短的极化激元寿命。
2018-06-13 cond-mat.quant-gas
Single vortex-antivortex pair in an exciton polariton condensate
在非零温度下的均匀二维系统中,虽然不可能存在无限范围的有序,但对于玻色液体,预测了超流相。在这种超流状态下,相的稳定是通过形成束缚涡-反涡对来实现的。据信,当描述其有序状态的参数具有两个自由度时,几个不同的系统具有这种共同的行为,并且该理论已经对其中一些进行了测试。然而,一直没有直接的实验观察相稳定机制的绑定对。在这里,我们提出了一个实验技术,可以确定一个单一的涡旋-反涡旋对在二维激子极化激元凝聚。该对是由不均匀的泵浦光斑轮廓产生的,并且在使用迈克尔逊干涉法获得的时间积分相位图中显示,该相位图显示凝析相仅局部扰动。基于开放耗散Gross-Pitaevskii方程的数值模拟表明,在这种非平衡系统中,原子对的演化与原子凝聚体有很大的不同。我们的结果表明,激子极化激元凝聚体是一个独特的系统,用于研究二维超流性在以前无法访问的制度。
2010-05-11 cond-mat.quant-gas
Strong charge-transfer excitonic effects and Bose-Einstein exciton-condensate in graphane
使用第一性原理多体理论方法(GW+BSE),我们证明了石墨烷的光学性质主要由增强的电子相关在二维电介质中的本地化电荷转移激发。强的电子-空穴相互作用导致小半径束缚激子的出现,其中电子和空穴在空间上分离,它们分别位于面外和面内。这种束缚激子的存在为石墨烷中的激子玻色-爱因斯坦凝聚体开辟了一条可以通过实验观察到的道路。
2010-03-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Self-rotation and synchronization in exciton-polariton condensates
在非共振高斯激光泵浦下,二维半导体微腔中激子-极化激元凝聚体发生自旋转。一个波包的冷凝物自发地旋转周围的泵送区域的中心,在一个恒定的频率,打破了系统的旋转对称性。当两个自转凝聚体以适当的距离产生时,自转凝聚体的动力学之间发生同步。
2016-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Spin-orbit coupled cold exciton condensates
从理论上分析了冷间接激子简并凝聚的动力学。我们占两个线性自旋相关的Rashba和Dresselhaus类型的自旋-轨道相互作用和非线性项转换成一对黑暗的一对明亮的激子。我们表明,这两项应导致在真实的空间和时间的冷激子液滴的动力学的质的变化。
2012-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Turbulence in a Bose-Einstein Condensate of Dipolar Excitons in Coupled Quantum Wells
本文分析了耦合量子阱中偶极激子的玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)的非线性动力学。结果表明,在典型的实验条件下,偶极激子BEC可以用广义Gross-Pitaevskii方程描述,其中激子间的局域相互作用依赖于激子分布函数.结果表明,如果系统在足够高的频率泵浦,可以形成稳定的湍流状态。
2012-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Electrical Control of Exciton-Polariton Condensate Josephson Junctions via Exciton Stark Effect
本文提出利用激子斯塔克效应实现激子-极化激元凝聚体约瑟夫森结的电学调控,通过Gross-Pitaevskii方程建模揭示其动力学比传统超导结更丰富,并展示光电联合调控的新研究途径。
2025-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
"Gray" BCS condensate of excitons and internal Josephson effect
最近有人提出,在稀释极限中由激子形成的玻色-爱因斯坦凝聚体必须是暗的,即,不与光子耦合。在这里,我们表明,在密度增加,暗激子凝聚体必须获得一个明亮的组件,由于载流子交换,其中暗激子变亮。然而,这需要大于阈值的密度,该阈值似乎落在稀激子气体和致密电子-空穴等离子体之间的相分离的禁限区域中。类似BCS的凝结很可能发生在致密的一面,因此必须有一个黑暗和一个明亮的成分-这使得它成为“灰色”。应该可以在这两个相干分量之间诱导内部约瑟夫森效应,光致发光的振荡作为这种“灰色”BCS类激子凝聚体存在的有力证据。
2012-02-28 cond-mat.quant-gas quant-ph
Detuning-controlled internal oscillations in an exciton-polariton condensate
我们从理论上分析了在腔模和量子阱模之间存在能量失谐的情况下,均匀极化激元气体中激子-光子的振荡动力学。虽然纯拉比振荡由极化子系统中光子和激子态之间的粒子交换组成,而没有两个子凝聚体相位的任何振荡,但我们证明任何非零失调都会导致光子和激子宏观相位的振荡波函数。波函数。不同的初始条件揭示了两种凝聚体之间的相对相位的各种行为,并预测了从Rabi样振荡到Josephson样振荡的交叉。
2015-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Impurity Screening and Surface Acoustic Wave Absorption in a Dipolar Exciton Condensate at Finite Temperatures
描述了双量子阱系统中间接偶极激子气体的排斥相互作用玻色-爱因斯坦凝聚体在有限温度下在静态或动态电场作用下的行为.静电扰动被认为是由杂质原子或量子阱涨落的短程缺陷引起的。研究了激子凝聚体对这种缺陷势的屏蔽作用。我们发现屏蔽势的渐近空间依赖性,并分析了它对温度和激子浓度的依赖性。结果表明,屏蔽势的渐近具有陡峭的幂律依赖性,与电子气的已知结果相反。这种特性反映了激子凝聚体的玻色子性质。研究了激子凝聚体在声表面波(SAW)产生的交变外场作用下的行为。我们的注意力集中在SAW吸收系数的温度和激子浓度的依赖关系。我们发现,在零温度朗道阻尼不有助于SAW吸收,但Belyaev机制产生的激子浓度的SAW吸收系数的不寻常的行为:如果激子浓度超过某个临界值,SAW吸收消失。在有限的温度下,朗道阻尼开始起作用,并导致冲洗掉尖锐的吸收行为。这种不寻常的SAW吸收特性可以用于激子凝聚的实验证据。这种方法同样适用于光致发光技术所不能实现的暗激子凝聚体和亮激子凝聚体的实验测试。
2013-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Dissipative phase locking of exciton-polariton condensates
我们证明,实验和理论上,一个新的现象:存在的耗散耦合系统中的驱动玻色子。这是证明了一个特定的情况下,外部激发点的激子极化激元凝聚在半导体微腔。我们观察到,对于两个空间分离的凝聚体的耗散耦合导致的相位锁定,无论是同相或异相,凝聚体之间。这种效果取决于冷凝物之间的距离。对于几个受激点,我们观察到系统中自发涡的出现。
2014-06-27 cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Coupled exciton-photon Bose condensate in path integral formalism
研究了半导体量子阱光学微腔中激子极化激元的行为。我们使用两个组件激子光子的方法制定的路径积分形式主义。为了描述激子和光子凝聚密度的空间分布,导出了Gross-Pitaevskii型耦合方程。对于均匀系统,我们求出了非凝聚态的光子和激子谱,计算了激子-光子基到上下极化激元基的变换系数,得到了非零温度下上下极化激元支的激子和光子占据数.对于非齐次系统,导出了Bogoliubov-de-Gennes型耦合方程组。该方程支配非凝聚态光子和激子的光谱和空间分布。
2015-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Coherence and Optical Emission from Bilayer Exciton Condensates
本文综述了两类双层结构(耦合量子阱)中激子的玻色-爱因斯坦凝聚实验,着重介绍了基本效应。玻色-爱因斯坦凝聚意味着存在宏观相干性,也被称为非对角长程序,并提出了测试和过去的索赔在这些激子系统的相干性进行了讨论。
2010-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Optical signature of quantum coherence in fully dark exciton condensates
我们预言,两个完全暗的激子凝聚体碰撞产生的干涉条纹不仅暗,而且明亮。因此,相当令人惊讶的是,由暗激子组成的相干态的碰撞产生了光。这一显著的多体效应的本质是激子的复合玻色子性质,通过它们可以进行的费米子交换将暗态转化为亮态。到目前为止,在一个完全黑暗的系统中,光学检测量子相干性的可能性被认为是无望的。
2019-10-31 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Collective excitations of exciton-polariton condensates in a synthetic gauge field
量子玻色凝聚体(包括半导体微腔中激子极化激元凝聚体)的集体(元)激发是研究粒子间相互作用的灵敏探针。在各向异性微腔与动量相关的TE-TM分裂的光学模式,激发色散被预测为强烈的各向异性,这是一个结果的合成磁规范场的腔,以及不同的相互作用强度之间的相互作用的极化激元在单重态和三重态自旋配置。在这里,通过直接测量的高密度的光陷激子-极化激元凝聚体中的集体激发的色散,我们观察到与旋量极化激元激发的理论预测极好的协议。我们提取了自旋间和自旋内的极化激元相互作用常数,并绘制出相互作用的旋量凝聚体的激子极化激元的特征自旋纹理。
2020-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Dynamics of long-range order in an exciton-polariton condensate
本文报道了激子极化子玻色-爱因斯坦凝聚体中一阶空间相干性的时间分辨测量。长程空间相干性被发现设置在受激散射的发病权,在皮秒的时间尺度。相干性在人口之后达到其最大值,并且衰减得更慢,停留在几百皮秒。这种行为可以定性地再现,使用随机经典场模型描述的极化激元凝聚体和激子水库之间的相互作用在一个无序的潜力。
2009-11-09 cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Frequency combs with weakly lasing exciton-polariton condensates
我们预测了一对激子-极化激元凝聚体由于相干(约瑟夫森)和耗散耦合而产生的自发调制辐射。我们发现,强极化激元-极化激元相互作用产生复杂的动力学在弱激光域的方式超越霍普夫分岔。结果,激子-极化激元凝聚体表现出自诱导振荡,并发射出等距离的频率梳状光谱。由于时间反演对称性的自发破缺,出现了大量可能的具有非对称峰分布的发射光谱。激光动力学受到极化激元注入产生的散粒噪声的影响。这导致复杂的不均匀谱线加宽。
2015-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Acoustic Analogues of Extremal Rotating Black Holes in Exciton-Polariton Condensates
本研究在激子-极化子凝聚体中模拟高角动量旋转黑洞的声学类比,发现临界角动量附近声学视界消失的准稳态,揭示了裸奇点不稳定性的量子本质。
2023-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
A BCS wavefunction approach to the BEC-BCS crossover of exciton-polariton condensates
用BCS波函数方法研究了激子-极化激元凝聚体的高密度区和低密度区之间的交叉。我们的方法是一个扩展的BEC-BCS交叉理论的激子,但包括一个腔光子场。该方法可以描述低密度极限和高密度极限,在低密度极限下,系统可以被描述为激子-极化激元的玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC),在高密度极限下,系统进入光子主导的状态。在激子BEC-BCS交叉系统接近电子空穴等离子体,极化激元高密度极限有强关联电子空穴对。在中等密度下,存在具有BCS样性质的区域,在单重对函数的非零动量处具有峰值。我们计算了预期的光致发光,并给出了几个实验签名的交叉。
2010-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
The negative Bogoliubov dispersion in exciton-polariton condensates
Bogoliubov的理论指出,玻色-爱因斯坦凝聚体中的自相互作用效应在低动量下产生特征线性色散。博戈留波夫理论的一个奇特特征是,系统中的新准粒子是玻色子的创造算符和破坏算符的线性组合。在激子-极化激元凝聚体中,这给出了直接观察光致发光(PL)发射中的Bogoliubov色散的负分支的可能性。在这里,我们从理论上研究激子极化激元凝聚考虑水库效应的PL光谱。在足够高的激发密度下,负色散变得可见。我们还讨论了强水库耦合条件下发生弛豫振荡的可能性。这被发现提供了使负分支可见的第二机制。
2011-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Unconditional generation of bright coherent non-Gaussian light from exciton-polariton condensates
激子-极化激元凝聚体被认为是明亮的、相干的非高斯光的确定性光源。激子-极化激元凝聚体由于自发形成相干性,通过微腔镜的光致发光发射相干光。与发射相干高斯光的传统激光器不同,由于激子分量的相互作用,极化激元具有自然的非线性。当相位通过合适的方法(例如注入锁定)稳定时,这在稳态操作下产生具有维格纳函数的负分量的光。与许多其他关于非高斯光源的建议相反,在我们的情况下,光通常具有超过1的平均光子数,并且以连续波出现。这种源可以在连续变量量子信息和通信中使用。
2012-11-03 cond-mat.quant-gas quant-ph
Observation of two-component exciton condensates in an excitonic insulator
University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校);Lawrence Berkeley National Laboratory(劳伦斯伯克利国家实验室);National Institute for Materials Science(物质材料研究机构);University of Texas at Austin(德克萨斯大学奥斯汀分校);Kavli Energy NanoScience Institute, University of California Berkeley and Lawrence Berkeley National Laboratory(加州大学伯克利分校与劳伦斯伯克利国家实验室卡弗里能源纳米科学研究所)
研究通过直接探测电子和空穴的自旋易变性,证实了在MoSe2/hBN/WSe2异质结中存在双组分激子BEC,揭示了三种不同自旋极化状态的激子凝聚相,并展示了在不同磁场下的相变行为。
2026-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Optically and remotely controlling localization of exciton polariton condensates in a potential lattice
本文通过控制小型泵浦光斑位置,在固定周期势晶格中选择性局域激子极化激元凝聚体,实现与晶格取向无关的远程操控,为集成光子芯片应用提供新途径。
2025-01-23 cond-mat.quant-gas physics.optics
Photoluminescence of high-density exciton-polariton condensates
研究了半导体微腔中高激发态激子-极化激元凝聚体的光致发光。在强抽运下,已经观察到激子-极化激元凝聚体经历激子和光子之间的强耦合丢失的激光跃迁。我们讨论了另一种高密度的情况下,保持强耦合。我们发现光致发光在较低的极化激元能量到腔光子能量之间平滑地跃迁。给出了光谱特性变化的直观理解,以及与激光情况下光致发光特性的差异。
2015-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Screening nearest-neighbor interactions in networks of exciton-polariton condensates through spin orbit coupling
本文研究了在平面半导体微腔中由于TE-TM分裂而产生的光子自旋轨道耦合对相互作用的弹道激子-极化激元凝聚体之间空间耦合参数的影响。我们提出了一种策略,使次近邻之间的耦合强度比最近的邻居,这颠倒了传统的想法的空间耦合层次之间的网站。我们的策略依赖于占主导地位的人口在弹道凝聚的高动量组件,在TE-TM分裂的存在下,导致快速径向旋进的极化激元赝自旋。因此,冷凝物对经历的距离周期性筛选其相互作用强度,严重修改其同步和冷凝阈值的解决方案。
2022-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Stability and spatial coherence of nonresonantly pumped exciton-polariton condensates
研究了非共振泵浦下一维激子-极化激元凝聚体的稳定性和相干性。我们使用开放耗散的Gross-Pitaevskii方程模拟凝聚动力学。在空间均匀泵浦情况下,我们发现稳态的不稳定性导致相干长度的显著减小。我们考虑了两种影响,可以导致稳定的稳定状态,即极化激元能量弛豫和非均匀泵浦分布的影响。我们发现,虽然前者的稳定性几乎没有影响,后者是非常有效的稳定凝聚体,从而导致一个大的相干长度。
2014-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Azimuthons and pattern formation in annularly confined exciton-polariton Bose-Einstein condensates
本文对环形光诱导陷阱中由凝聚激子-极化激元形成的双组分(旋量)驱动耗散量子流体的稳态进行了数值分析。我们证明了非相干环形光泵产生的激子-极化激元限制支持存在固定和旋转方位角调制密度的方位角定态。这种状态可以通过具有定义的轨道角动量的相干光脉冲来印记,以及在存在热噪声的情况下自发产生。
2015-11-08 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Vortices in spinor cold exciton condensates with spin-orbit interaction
本文从理论上研究了冷间接激子旋量四组分凝聚体中拓扑缺陷的基态。我们分析了可能的基态的解决方案,为不同的配置的旋涡和半涡。我们发现,如果只有Rashba或Dreselhaus自旋轨道相互作用(SOI)的电子存在的拓扑缺陷的稳定状态可以表示一个圆柱对称的半涡或半涡反涡对,或一个非平凡的模式与翘曲的漩涡。当Rashba和DresselhausSOI同时存在时,凝聚体的基态表现为条纹相,涡旋型解变得不稳定。
2014-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Emergence and stability of spontaneous vortex lattices in exciton-polariton condensates
量子化涡旋晶格结构的自发形成是封闭系统在热平衡下超流性的一个特征。激子-极化激子玻色-爱因斯坦凝聚体是开放系统中宏观量子态的典型例子,在这种凝聚体中,自发涡旋晶格也被提出,但尚未被观测到。本文考虑激子库的有限衰减率,从理论上研究了圆泵浦极化激子玻色-爱因斯坦凝聚体中的涡旋结构。结果表明,降低水库衰减率会减少涡的数量,破坏晶格结构的稳定性,不利于涡格的形成和观察。这些不利影响可以通过施加外部角动量来克服。
2019-06-20 cond-mat.quant-gas quant-ph
Exciton Condensates in Double Quantum Wells: A Laboratory for nontrivial topologies and unconventional superconductivity
它表明,激子凝聚体表现出令人难以置信的丰富的基本对称性发挥的作用,无论是明显的或打破。我们调查的外观的单重态和三重态激子凝聚下的自旋轨道耦合(SOC),并考虑现实的耦合到辐射场操纵的基本对称性相关的自旋,时间,轨道和粒子的自由度。强SOC诱导的基态与共存的单重态和三重态成分的作用。研究还表明,激子凝聚体的基态,在自发耦合到辐射场的现实senario,是由一个黑暗的组件透明的光致发光占主导地位。
2014-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Collective excitations of graphene excitons being in the Bose-Einstein condensate state
研究了石墨烯中激子的玻色-爱因斯坦凝聚。我们提出了中性粒子短程相互作用的模型旋量方程来描述微观石墨烯激子动力学。利用该方程,我们推导出量子流体动力学方程,用于描述石墨烯中激子的集体性质,特别是当激子处于玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)状态时。研究了石墨烯激子BEC中集体激发的色散。我们证明了集体激发的频率与波矢模的平方根成正比:$ω\sim \sqrt{k}$。
2012-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech