Polariton Emission Characteristics of a Modulation-Doped Multiquantum-Well Microcavity Diode
研究了强耦合区极化激元-电子散射对电注入GaAs基量子阱微腔二极管性能的影响。通过用硅掺杂剂调制掺杂，在量子阱中引入电子气。据观察，极化激元-电子散射抑制在较低的极化激元分支的弛豫瓶颈。然而，在k处产生简并相干凝聚是不够的||~ 0和相干发射。
2012-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Polariton linewidth and the reservoir temperature dynamics in a semiconductor microcavity
本文提出了一种确定微腔激子-极化激元系统中无辐射储层温度的方法。从理论上推导出了均匀极化激元线宽的一般关系式，并在实验上应用于该方法。在非共振脉冲激励下的GaAs微腔实验中，从极化激元线宽中提取了储层温度动力学。在第一纳秒内，储存器温度大大超过晶格温度，并决定了系统中主要过程的动力学。结果表明，对于非共振脉冲激发的GaAs微腔，极化激元玻色-爱因斯坦凝聚是典型的由极化激元-声子散射，而粒子间散射导致凝聚人口减少。
2014-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Experimental verification of the very strong coupling regime in a GaAs quantum well microcavity
当光和物质之间的耦合变得与不同激发态之间的能隙相当时，它们杂交，导致近年来引起人们极大兴趣的丰富而复杂的现象学的出现。虽然在各种实施方式中已经观察到具有不同数量的激发的状态之间的混合（所谓的超强耦合状态），但是不同的单激发状态之间的杂交的效果（称为非常强的耦合状态）仍然是难以捉摸的。在半导体量子阱中，当耦合强度与激子结合能之比接近于1时，这种机制被预测表现为光子介导的电子-空穴耦合，导致两个极化激子分支的不同激子波函数。在这里，我们实验验证了存在这种制度的磁光测量上的微腔与28 GaAs量子阱，表明平均电子-空穴分离的上极化激元显着增加相比，裸量子阱激子玻尔半径。这表现在零失谐附近的抗磁位移，超过了一个数量级的较低的极化激元的位移和裸量子阱激子抗磁位移的两倍。较低的极化激元表现出的抗磁位移小于预期的刚性激子的耦合腔模式，这表明更紧密结合的电子-空穴对比裸量子阱。
2017-04-15 cond-mat.quant-gas
Measurement of exciton fraction of microcavity exciton-polaritons using transfer-matrix modeling
本研究针对高Q微腔中激子占比难测定的问题，结合多种光谱测量约束传输矩阵拟合模型，完成GaAs/AlGaAs微腔极化激元激子占比的校准，并给出多样品的占比-能量拟合曲线，为多体理论研究提供关键参数支撑。
2024-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Observation of bosonic condensation in a hybrid monolayer MoSe2-GaAs microcavity
玻色子凝聚成宏观量子态是自然界中最有趣的现象。它首先在超冷原子的量子气体中实现，但最近在高温下的开放耗散，激子为基础的固态系统中变得可用。半导体单层晶体已经成为研究薄材料中强束缚激子的新平台。在这里，我们证明了玻色子凝聚驱动的激子托管在一个原子薄层的MoSe 2，强烈耦合到光在固态谐振器的形成。该结构是在集体强耦合的制度，产生混合激子极化激元模式组成的Tamm-plasmon共振，GaAs量子阱激子和二维激子限制在一个单层的MoSe 2。极化激元凝聚在单层晶体中表现为在注入功率低至4.8 pJ/脉冲的混合极化激元模式的发射强度的超线性增加，以及其密度相关的蓝移和作为时间相干性的标志的发射线宽的急剧崩溃。重要的是，我们观察到一个显着的自旋极化注入极化激元凝聚，指纹的单层激子的核心属性自旋谷锁定。所观察到的效应清楚地支持了基于轻物质流体、基于原子薄材料的相干玻色子光源构建新型高度非线性valleytronic器件的观点，并为在玻色子凝聚框架内研究具有非常规拓扑性质的材料铺平了道路。
2018-05-09 cond-mat.quant-gas
Algebraic order and the Berezinskii-Kosterlitz-Thouless transition in an exciton-polariton gas
我们在激子-极化激元的二维凝聚体中观察到准长程相干性。我们的测量是第一次确认，空间相关性代数衰减与缓慢的幂律，其指数定量行为所预测的Berezinskiiii-Kosterlitz-无偏理论。在液氦温度下，利用非共振光泵浦GaAs量子阱微腔样品产生激子-极化激元。迈克尔逊干涉用于测量由衰减的激子-极化激元发射的光子的相干性。
2014-01-04 cond-mat.quant-gas
Theory of polariton-electron interactions in semiconductor microcavities
我们发展了一种嵌入微腔中的电子掺杂二维半导体的微观描述。具体来说，我们调查激子极化激元和电子之间的相互作用的情况下，电荷之间的相互作用是强烈屏蔽和系统是自旋极化。作为一个出发点，我们得到的激子极化激元波函数的解析表达式，我们与光物质系统的微观参数的实验可测量的量，如拉比耦合和腔光子频率。然后，我们推导出标准玻恩近似内的极化子-电子相互作用，并将其与我们从已被证明在核物理和超冷原子气体的背景下非常成功的图解方法获得的精确极化子-电子散射$T$矩阵进行比较。特别是，我们表明，玻恩近似提供了一个上限的极化激元-电子耦合强度在消失的动量。使用我们精确的微观计算，我们表明，极化子-电子散射可以强烈增强激子-电子的情况下，这是相反的预期从玻恩近似。此外，我们还发现在极化激元拐点附近的散射动量处存在一个共振峰，其大小取决于光-物质耦合的强度。我们的研究结果产生的极化激元系统的非伽利略性质，因此应适用于一系列的半导体微腔，如GaAs量子阱和原子薄材料。
2021-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
A Two-Kind-Boson Mixture Honeycomb Hamiltonian of Bloch Exciton-Polaritons
固体的电子能带结构是由禁带分开的允许带的集合，揭示了晶体结构的几何对称性。带参数的能带结构的综合知识解释了固体的内在物理，化学和机械性能。在这里，我们报告的人工极化激元二维蜂窝晶格的微腔激子极化激元使用GaAs半导体在宽范围的失谐值，从腔光子类（红失谐）激子类（蓝失谐）制度。为了理解实验的能带结构和它们的能带参数，如带隙能、带宽、跳跃积分和态密度，我们首先用增广平面波方法建立了一个极化激元能带理论，其中包含两类玻色子、陷在晶格位置的腔光子和自由运动的激子。特别是，这两种带理论是绝对必要的，以阐明激子效应的带结构的蓝失谐激子极化激元，平坦的激子样色散出现在较大的面内动量值在我们的实验访问窗口。在所有失谐量下，理论和实验都达到了很好的一致。
2021-05-01 cond-mat.mes-hall 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
Two-photon pumped exciton-polariton condensation
双光子吸收（TPA）允许访问否则光无法访问的物质的暗态，其作为量子信息处理的重要构建块。在半导体微腔中，TPA驱动的强耦合轻物质激子-极化激元的凝聚可以实现暗态-凝聚相互作用的新的固态量子模拟，并且被预测为激发THz发射。在这里，我们报告的第一个观察到的双光子泵浦极化激元凝聚，证明了角分辨光致发光在GaAs基微腔。TPA是证明在二次发射依赖于泵浦功率低于和高于冷凝阈值，和二次谐波产生被排除了这两个阈值行为，并通过显示不依赖于泵浦光子能量的发射峰值能量。我们的研究结果为新型极化激元源和集体量子态与单个二能级系统的固态相干控制铺平了道路。
2022-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Linear wave dynamics explains observations attributed to dark-solitons in a polariton quantum fluid
本文研究了共振激发下极化激元在平面GaAs微腔中线性区的传播和散射。相干极化激元波在扩展缺陷上的传播产生了相位和强度图案，这些图案具有先前归因于极化激元的暗孤子和半暗孤子的相同的定性特征。我们证明，这些功能是观察到可忽略的非线性（即，极化激元-极化激元相互作用），因此不足以识别暗孤子和半暗孤子。一个线性模型的基础上的麦克斯韦方程组重现实验观察。
2014-09-19 cond-mat.quant-gas physics.optics
Polariton-polariton interaction beyond the Born approximation: A toy model study
我们从理论上研究了微腔中的极化激元-极化激元相互作用，平均场），采用具有接触相互作用的玩具模型来近似描述量子阱中电子与空穴之间的吸引力，并采用超出平均场的高斯对涨落理论。我们得到了一个密度或化学势独立的极化激元-极化激元相互作用强度，即使在二维，这是由于耦合到光子场。我们表明，量子涨落导致我们的玩具模型内的极化激元-极化激元相互作用强度减少约2倍。在很强的光-物质耦合下，我们对1 s激子近似进行了修正，发现如果我们的模型能够定性地模拟GaAs量子阱中的极化激元相互作用，那么在典型的实验条件下，极化激元-极化激元相互作用强度在广泛使用的理论中被高估了三倍。我们比较了我们的预测与最新的测量，并认为超越玻恩近似的极化激元-极化激元相互作用强度的影响是至关重要的定量理解的实验数据由E。Estrecho \textit{et al.}，物理修订版B \textbf{100}，035306（2019）。
2020-11-19 cond-mat.quant-gas
Dynamic Stark Effect in Strongly Coupled Microcavity Exciton-Polaritons
我们目前的实验观察的非共振动态斯塔克位移在强耦合微腔量子阱激子极化激元-一个系统，它提供了丰富的各种固态集体现象。利用飞秒泵浦-探测测量技术，在10 K的GaAs/AlGaAs系统中证实了斯塔克效应，当泵浦能量密度为2 mJ cm ^-2，红光失谐量为50 meV时，蓝移接近meV量级，与理论符合得很好。强耦合极化激元Rabi双重态的能级结构不受蓝移的影响。所展示的效果应该允许产生超快的密度无关的潜力和印刷定义良好的相位分布极化激元凝聚，提供了一个强大的工具，这些凝聚物的操作，类似于冷原子系统中的偶极电位。
2012-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Topological phase transition in an all-optical exciton-polariton lattice
拓扑绝缘体是一类电子材料，其表现出对扰动和无序免疫的鲁棒边缘状态。这个概念已经成功地应用于光子学，在那里开发了拓扑非平凡波导和拓扑激光器。然而，在一个给定的光子系统中的拓扑特性的探索是有限的，一个制造的样品，没有灵活性，重新配置的结构原位。在这里，我们展示了一个全光学实现的轨道Su-Schrieffer-Heeger（SSH）模型中的微腔激子极化激元系统，其中腔光子与激子在GaAs量子阱中杂交。通过对非共振激光激发的整形，我们全光学地诱导出激子极化激元的锯齿形势，并直接测量了玻色凝聚非线性区域中极化激元晶格的本征谱和拓扑边缘态.此外，利用光诱导晶格的可调谐性，我们修改了位间隧穿，实现了到平凡态的拓扑相变。我们的研究结果开辟了一条道路，研究拓扑相变的需求，在完全可重构的混合光子系统，不需要复杂的样品工程。
2021-02-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Effects of Rashba spin-orbit coupling, Zeeman splitting and gyrotropy in two-dimensional cavity polaritons under the influence of the Landau quantization
GaAs型量子阱（QW），p型价带嵌入谐振器。研究了电子和重空穴（hh）的朗道量子化，考虑了hh的三阶手征项和色散项中的非抛物项（包括Zeeman分裂（ZS）效应）的Rashba自旋轨道耦合.利用Rashba方法[1]得到了本征函数和本征能量的精确解。在第二量子化表象中，我们导出了描述库仑电子-电子和电子-辐射相互作用的哈密顿量，确定了磁激子能支和磁激子-光子相互作用。研究了描述腔磁激子-极化激元能谱的五阶色散方程。它考虑了腔光子与两个偶极活性和两个四极活性的2D磁激子能量分支的相互作用。腔光子具有沿其波矢取向的圆偏振，其具有量子化的纵向分量。激子-光子相互作用的选择规则用两种圆极化的标量积来表示，它与电子和重空穴的LQ能级数有关。结果表明，极化子分支的拉比频率和磁激子振子强度随磁场强度的增加而增加。在给定波矢纵投影符号的情况下改变光子圆偏振的符号，或者等效地改变同一选定光圆偏振的纵投影符号，可以揭示光学陀螺效应。
2015-11-02 cond-mat.quant-gas
