Dynamics of Cu2O Rydberg Excitons -- Kerr Effect and Quantum Beats
本文研究了短时脉冲在 Cu2O 晶体中激发 Rydberg 激子引起的非线性折射与 Kerr 相移，观察到了量子拍频现象，并揭示了其时间演化对激子态数、激光功率及耗散过程的依赖。
2025-11-02 cond-mat.mes-hall
Exchange-split multiple Rydberg series of excitons in anisotropic quasi two-dimensional ReS$_{2}$
我们对ReS $_2$中激子的极化分辨磁致发光进行了研究。我们观察到，两个线性极化的里德伯系列激子伴随着另外两个里德伯系列暗激子，在面内磁场的增亮。所有系列外推到相同的单电子带隙，表明所观察到的激子起源于相同的山谷或从两个山谷相关的反转对称性，并通过交换相互作用分裂。为了解释我们观测到的磁增亮现象，我们必须假设主要的自旋-轨道耦合是类伊辛耦合，这暗示了ReS $_2$中电子态的近似对称性高于晶体对称性$C_i$。
2022-08-22 cond-mat.mes-hall
Effective interaction dynamics of Rydberg excitons
本文利用时间分辨的双色泵浦-探测装置，以 15 ns 的分辨率研究了 Cu$_2$O 中 Rydberg 激子的时间演化，揭示了其在不同激发场景下复杂衰减动力学中的四个主要时间尺度。
2024-09-23 cond-mat.mes-hall
Magnetooptical Properties of Rydberg Excitons - Center-of-Mass Quantization Approach
我们展示了如何计算磁光函数（吸收，反射和透射）时，里德伯激子-极化激元出现，包括电子-空穴对和电磁场之间的相干性的影响，和极化效应。利用实密度矩阵方法，得到了磁光函数的解析表达式，并对Cu $_2$ 0晶体进行了数值计算。讨论了外加磁场强度对激子谱共振位移的影响。我们报告一个很好的协议与最近发表的实验数据。
2016-10-01 cond-mat.mes-hall
Electrooptical Properties of Rydberg Excitons
我们展示了如何计算里德伯激子出现时的电光函数（吸收，反射和透射），包括电子空穴对和电磁场之间的相干性的影响。采用实密度矩阵方法对Cu $_2$ 0晶体进行了数值计算。我们还详细地研究和解释了共振位移对态数和外加电场强度的依赖关系。我们报告一个很好的协议与最近发表的实验数据。
2016-06-08 cond-mat.mes-hall
Luminescent emission of excited Rydberg excitons from monolayer WSe2
我们报告的实验观察里德伯激子在二维半导体，单层WSe 2，封装在六方氮化硼的辐射复合。在高达31特斯拉的面外磁场中，在光致发光光谱中直接观察到高达4s激发态的激子发射。我们证实了越来越大的激子尺寸为更高的能量激发态，通过抗磁位移测量。这也使我们能够估计1s激子结合能约为170 meV，这是显着小于大多数以前的报告。从发光和吸收测量的1s到3s态的塞曼位移表现出g因子的单调增加，反映了基态和激发态激子之间的非平凡磁偶极矩差。从动量空间里德伯态的扩展理论上解释了磁偶极矩的系统演化。
2019-03-17 cond-mat.mes-hall
Propagation processing of short pulses in Rydberg exciton medium under blockade conditions
Technical University of Bydgoszcz（比得哥什科技大学）
本研究通过密度矩阵和 FDTD 方法探讨了瑞利 exciton 介质中短脉冲的传播，分析了 Rydberg 阻塞效应及介质色散性质的变化，验证了双脉冲泵浦-探测装置与实验的一致性。
2026-02-15 cond-mat.mes-hall
Interaction of charged impurities and Rydberg excitons in cuprous oxide
我们研究了一个静态的，不相关的分布的带电杂质对束缚激子在氧化铜铜$_{\text{2}}$ O的光谱的影响。我们表明，斯塔克位移和电离率的统计分布导致里德伯共振消失成一个明显的连续。由于破缺的旋转对称性，加上空间不均匀的斯塔克位移，额外的吸收线的外观，导致修改所观察到的线的形状，同意定性与实验中观察到的变化。
2020-06-18 cond-mat.mes-hall
Interseries transitions between Rydberg excitons in Cu$_{\mathrm{2}}$O
研究了氧化亚铜Cu $_{\mathrm{2}}$ O中黄、绿、蓝系列激子之间的红外光学跃迁。我们表明，在许多情况下，偶极子近似是不够的，特别是，它打破了黄蓝过渡，即使是中等主量子数的$n \approx 10$。激子跃迁强度的评估所需的过渡算子的带间矩阵元素来自已知的，以及从拟合的带参数。
2019-08-02 cond-mat.mes-hall
Taming Charged Defects: Large Scale Purification in Semiconductors using Rydberg Excitons
研究半导体氧化亚铜中里德伯激子与带电杂质的长程相互作用，提出并验证“纯化”效应以中和杂质、减少杂散场，使晶体吸收率最高提升25%且持续数百微秒，并利用泵浦-探测技术区分纯化与里德伯阻塞。
2023-10-18 cond-mat.mes-hall
Low-Energy Purification of Crystal Defects by Rydberg Excitons
Department of Chemistry, Purdue University（普渡大学化学系）；Institute for Molecules and Materials, Radboud University（拉德堡德大学分子与材料研究所）；Department of Physics and Astronomy, Purdue University（普渡大学物理与天文学系）；Purdue Quantum Science and Engineering Institute, Purdue University（普渡大学量子科学与工程研究所）
研究提出多通道理论，揭示Rydberg激子-杂质散射中捕获、弹性散射和非弹性跃迁的竞争作用，发现低能碰撞下激子净化效率提升，可通过双光子激发实现量子 regime 探索。
2026-04-30 cond-mat.mes-hall
Neutralization of impurities by cw-excitation of high-$n$ Rydberg-excitons
本研究利用连续波双色泵浦-探测装置实验探究Cu₂O晶体中带电缺陷的中和，发现低密度激发高序里德伯激子可使激子吸收最高增强3倍，提升吸收光谱质量，并通过杂质光致发光分析证实带电杂质减少，实现晶体纯化。
2023-11-06 cond-mat.mes-hall
Nonlinear Rydberg exciton-polaritons in Cu$_2$O microcavities
该研究在Cu$_2$O微腔中利用里德伯封锁实现强光子-光子非线性相互作用，观测到极化激元非线性系数随主量子数n^{4.4±1.8}标度，为量子光学应用奠定基础。
2024-03-14 cond-mat.mes-hall
Rydberg series of dark excitons and the conduction band spin-orbit splitting in monolayer WSe$_2$
强库仑关联与多谷电子带的自旋轨道相互作用和可能的新的光电应用的存在下，在过渡金属二硫属化物（TMD）的单层半导体结构中的激子的丰富的物理研究的核心。在本征TMD单层中，基本的谷内激子由来自价带顶部的空穴和来自较低或较高自旋轨道分裂导带子带的电子形成：这些激子中的一个是光学活性的，第二个是“暗”的，尽管在特殊条件下可能观察到。在这里，我们证明了在单层WSe $_2$，除了出现在高面内磁场中测量的光致发光光谱中的传统的亮激子系列的S-系列的里德伯暗激子状态。亮和暗里德伯激子的能量阶梯的比较被证明是一种方法来实验评估的TMD单层中的丢失的带参数之一：导带的自旋轨道分裂的振幅。
2021-02-24 cond-mat.mes-hall
Optical Properties of Rydberg Excitons and Polaritons
我们给出了如何计算里德伯激子出现时的光学函数，包括电子-空穴对与电磁场之间的相干性的影响。我们使用的实密度矩阵方法（RDMA），结合格林函数方法，使一个推导出的光学函数的解析表达式。选择的磁化率，我们进行了适当的Cu $_2$ 0晶体的数值计算。相干性的效果以线形显示。我们还详细地研究和解释了振子强度和共振位置对态数的依赖关系。我们报告一个很好的协议与最近发表的实验数据。
2015-12-09 cond-mat.mes-hall
Rydberg excitons in core-shell nanostructures II. Plasmon-exciton interaction and enhancement
Technical University of Bydgoszcz（比得哥什科技大学）
本文研究核壳Cu$_2$O纳米结构中里德伯激子与表面等离子体的相互作用，探讨四极跃迁增强及通过形状和尺寸调控电场增强的可能性。
2026-09-28 cond-mat.mes-hall physics.optics
Rydberg Exciton-Polaritons in a Magnetic Field
本研究采用微观理论结合二维简谐振子与氢原子的映射方法，研究磁场下二维半导体异质结构中的里德伯激子极化激元，解释了激子特性随磁场的变化规律，与GaAs实验结果高度吻合，可指导相关二维材料实验研究。
2024-12-11 cond-mat.mes-hall
Optical selection rules for excitonic Rydberg series in the massive Dirac cones of hexagonal 2D materials
本文研究了在大质量狄拉克锥中形成的激子里德伯系的光学跃迁选择定则。激子包络函数与赝自旋织构的纠缠导致单光子产生激子的反常选择规则，其中$d$ -轨道可以用与给定谷中的$s$ -轨道相反的螺旋度选择规则激发。在现实的六方晶格中的三角形翘曲效应进一步呈现更明亮的激发态，其中$p$ -轨道也可以通过具有与$s$ -轨道相反的谷选择规则的单光子激发来访问。单光子激子产生的各种状态和这些状态之间的激子内跃迁都是由离散的面内旋转对称性的晶格，我们的结果表明，在六角形的二维材料的对称性允许的过渡时，三角扭曲效应包括在大量的狄拉克费米子模型。在单层过渡金属dichalcogenides激子可以产生的可见光和激子内跃迁可以诱导红外线，我们给这些光学跃迁的强度，估计使用修改后的类氢包络函数结合光学跃迁矩阵元素之间的布洛赫状态计算在不同的$k$点。
2017-02-01 cond-mat.mes-hall
Rydberg excitons in Cu$_2$O at millikelvin temperatures
本文研究了毫开尔文温度下 Cu$_2$O 中 Rydberg 激子的光学吸收，通过改变温度和激发功率发现 P 激子对功率更敏感，该现象源于光致电离杂质产生的内部电场，并在低强度下观测到 n=29 的激子吸收线。
2025-10-30 cond-mat.mes-hall
Dynamics of Cu$_2$O Rydberg excitons -- real density matrix approach
本文提出实密度矩阵方法，解析描述Cu$_2$O里德堡激子双光子吸收的发射强度时间演化，考虑相干效应、量子拍及寿命和相干时间对激光功率的依赖，与实验数据高度吻合。
2025-06-24 cond-mat.mes-hall
Excitons in Cu2O -- from Quantum Wells to Bulk Crystals and Additional Boundary Conditions for Rydberg Exciton-Polaritons
我们提出了一个计算含里德伯激子半导体光学函数的方案，适用于宽的维度范围。我们从二维结构开始，然后到薄膜，最后到三维大块晶体。包括极化激元的计算进行了讨论，大量的极化激元分支的情况下，所得到的理论吸收光谱与实验数据显示出良好的一致性。
2020-03-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Temperature Study of Rydberg Exciton Optical Properties in Cu2O
Cu 2 O中的里德伯激子可以利用材料中高位激发态的夸张性质，成为固态量子信息处理的一个涌现平台。为了开发实用的量子系统，需要高温操作。在这里，我们研究了黄色和绿色里德伯激子共振的温度依赖性薄的Cu 2 O晶体通过宽带声子辅助吸收光谱之间的4 K和100 K。在4 K时，我们可以识别主量子数n = 11的黄色和n = 4的绿色里德堡激子态，超过这一点，我们受到标准吸收技术的光谱分辨率的限制。在液氮沸腾温度（~80 K）以上，n = 6黄色和n = 4绿色里德堡激子态很容易被捕获，高温黄色里德堡激子光学性质仍然表现出在低温下看到的标准标度律。这一有希望的结果奠定了一个新的路线，以建立一个高温里德堡量子信息处理架构与固态氧化铜。
2021-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable Rydberg excitons maser
我们提出了一种基于CuO的固体脉泽，其中高激发里德堡激子态的系综作为增益介质。我们表明，该系统是高度可调的外部电场，允许发射频率的范围很宽。系统动力学的数值模拟进行优化的条件，有效的激射和估计的发射功率。
2018-05-31 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Rydberg excitons in core-shell nanostructures I. Optical properties
Technical University of Bydgoszcz（比得哥什科技大学）
本文研究Cu$_2$O-金属核壳纳米结构中里德堡激子的光学性质，通过计算电子和空穴本征函数与能量得到激子能量对几何和维度的依赖，并讨论极限情况，用实密度矩阵方法计算光学性质。
2026-09-21 cond-mat.mes-hall physics.optics
Magneto-photoluminescence of exciton Rydberg states in monolayer WSe$_2$
单层WSe $_2$主机的一系列激子里德堡态表示的主要量子数n = 1，2，3等，而大多数的研究集中在其吸收特性，其光发射也很重要，但少得多的研究。在-31 T到31 T的磁场作用下，测量了由氮化硼包裹的超净单层WSe $_2$中1 s- 5s激子里德堡态的光致发光。激子里德伯态表现出类似的塞曼位移，但彼此不同的抗磁位移。从它们的发光光谱、塞曼位移和抗磁位移，我们推导出1 s- 4s激子态的结合能、g因子和半径。我们的结果与理论预测和先前的磁反射实验的结果是一致的。
2019-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of Rydberg excitons in monolayer MoS2 at room temperature by Imbert-Fedorov shift spectroscopy
针对过渡金属二硫化物中里德伯激子研究受样品质量、背景信号及室温展宽限制的问题，本研究首次利用Imbert-Fedorov位移光谱在室温下观测到单层MoS₂的多个里德伯激子态，提取准粒子带隙并证实温度诱导红移，为相关量子应用提供了表征工具。
2024-10-08 cond-mat.mes-hall physics.optics
Microwave-optical coupling via Rydberg excitons in cuprous oxide
本文报道了低温下氧化亚铜（Cu $_2$ O）中激子介导的微波场与光场的耦合。用单光子吸收和双光子二次谐波产生光谱在4~K下观测到了主量子数达到$n=12$的里德伯激子态。在与激子态共振附近，微波场的加入显著改变了吸收线形，并在微波频率处向相干二次谐波添加了边带。这两种效应都表现出对$n$和角动量$l$的复杂依赖性。所有这些功能是在半定量协议与模型的基础上带内电偶极跃迁之间的里德堡激子状态。用一个简单的微波天线，我们已经达到了一个政权的微波耦合（拉比频率）是可比的非辐射加宽的里德伯激子的线宽。这一结果为激子态的调控提供了一种新的途径，并为基于里德伯激子的低温微波-光转换器的研制提供了可能。
2021-10-07 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph
Quantum interference of Rydberg excitons in Cu$_2$0: quantum beats
采用密度矩阵形式计算多能级激子系统的发射，揭示皮秒级动力学与量子拍频等相干效应，对比实验结果并探讨Rydberg阻塞对量子拍频的影响。
2025-04-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
Observation of Rydberg moiré excitons
本研究在与转角双层石墨烯相邻的单层WSe₂中观测到被莫尔势俘获的里德伯莫尔激子，揭示其强耦合下的光谱特征与电荷转移特性，为激子里德伯态的物理研究和量子技术应用提供新路径。
2023-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electro-optical properties of excitons in Cu$_2$O quantum wells: II continuum states
本文从理论上计算了含里德堡激子的Cu $_2$ O量子阱在平行于量子阱平面的均匀电场作用下的光学函数，该光学函数适用于观察Franz-Keldysh（FK）振荡.我们定量地描述了FK调制的振幅和周期性以及里德伯激子和禁闭效应对这种现象的影响。
2021-04-18 cond-mat.mes-hall
Nonlinear Optical Properties and Self-Kerr Effect of Rydberg Excitons in Cu$_2$O
我们展示了如何计算的非线性光学功能（吸收，反射和透射）介质与里德伯激子，包括电子空穴对和电磁场之间的相干性的影响。用实密度矩阵方法得到了非线性光学函数的解析表达式，并对Cu $_2$ 0晶体进行了数值计算。我们报告一个很好的协议与最近发表的实验数据。本文还讨论了电磁波在具有非线性效应的里德伯激子介质中的传播，并研究了由于克尔非线性效应而获得自相位调制的可能性。
2019-04-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
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
Topological spin phases of trapped Rydberg excitons in Cu$_2$O
本文从理论上研究了Cu $_2$ O中通过范德华相互作用耦合的一维陷阱链中的里德伯激子。光学活性$p$ -壳层态的三重态作为有效的自旋- $1$，激子之间的相互作用是强自旋依赖的。我们预测该系统{具有}具有稀释反铁磁序、长程弦关联和有限激发能隙的拓扑Haldron相。我们还分析了陷阱的几何形状和相互作用的各向异性对里德伯激子自旋态的影响，并证明了丰富的自旋相图可以实现显示高的里德伯激子平台的可调谐性。
2019-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Plasma-enhanced interaction and optical nonlinearities of Cu$_2$O Rydberg excitons
我们从理论上研究了通过氧化亚铜晶体的非线性光学传输的波长，覆盖了一系列的高度激发的激子，在最近的实验中观察到的。由于这样的里德伯激子具有强的范德华相互作用，它们可以动态地打破共振激子产生的条件，并以非线性方式显着改变材料的折射率。我们从理论上探讨了这一机制，并确定了它对半导体光学性质的影响的情况下，简并对状态渐近线的里德堡激子在铜$_2$ O。在分析了稀释的剩余电子-空穴等离子体的附加效应后，我们发现与以前的传输测量定量一致，这为周围的自由电荷增强里德伯诱导的非线性提供了强有力的迹象。
2020-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Giant Rydberg excitons in Cu$_{2}$O probed by photoluminescence excitation spectroscopy
里德伯激子具有超强的相互作用、巨大的光学非线性和对外场的高灵敏度，在单光子量子传感和非线性光学中有着广阔的应用前景。为了设计量子应用，有必要知道里德伯激子和其他激发态如何弛豫到较低的激子态。在这里，我们提出的光致发光激发光谱作为一种方法来探测从各种激子状态的氧化亚铜的跃迁概率，我们显示巨大的里德堡激子在$T=38$ mK的主量子数高达$n=30$，对应于3 $μ$ m的计算直径。
2021-05-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Asymmetric Rydberg blockade of giant excitons in Cuprous Oxide
通过高度激发的电子态产生和控制强远程相互作用的能力是最近在许多领域取得突破的基础，从原子和分子物理[1，2]到量子光学[3，4]和技术[5-7]。里德伯激子提供了一个有前途的固态实现这样的高度激发态，其中破纪录的轨道尺寸高达一微米确实已在氧化亚铜半导体中观察到[8]。在这里，我们演示了强激子相互作用的产生和控制在这种材料中，通过光学产生两个不同的量子态的里德伯激子。这使得双色泵浦探测实验成为可能，可以详细探测相互作用。我们的实验揭示了强烈的空间相关性和国家间的里德伯封锁，延伸到几微米的非常大的距离的出现。产生的半导体激子的多体态表现出仅依赖于相互作用势的形状的普适性质，并为它的极大扩展范围和幂律特性提供了明确的证据。
2020-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Quantum defects of Rydberg excitons in cuprous oxide: A semiclassical spherical model
针对氧化亚铜中高主量子数里德伯激子的能级分裂问题，本研究采用绝热方法与解析能面构建半经典球形模型，通过半经典环面量子化计算得到不同角动量态的量子缺陷。
2025-03-26 cond-mat.mes-hall
Dynamically tunable moiré Rydberg excitons in a monolayer semiconductor on twisted bilayer graphene
莫尔激子是二维半导体中具有深莫尔超晶格势的光激发。虽然这些激发已经在几个平台中实现，但具有动态可调莫尔势以定制莫尔激子性质的系统尚未实现。在这里，我们提出了一个连续可调的莫尔电位在单层WSe 2，使其接近扭曲的双层石墨烯（TBG）附近的魔角。由于其平坦的电子能带，电荷分布是高度局域化的，并在TBG中形成三角形晶格。通过静电门控调节局部电荷密度，TBG因此提供了用于调制单层激子波函数的空间变化和动态可调的介电超晶格。通过光学反射光谱，我们观察到出射莫尔激子里德堡分支在单层WSe 2与掺杂TBG后增加的能量分裂。扭曲角的依赖性表明，观察是由于明亮和黑暗的里德伯态之间的杂交，使莫尔电位。此外，在魔角1.1°附近，由于TBG中强关联态的形成，莫尔里德堡激子在掺杂后形成了一种双折射模式.我们的研究提供了一个新的平台，工程莫尔激子，以及光学可达性的电子态与小关联隙TBG。
2023-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exciton Binding Energy and Nonhydrogenic Rydberg Series in Monolayer WS2
我们已经通过实验确定了单层WS 2中基本光学跃迁的基态和前四个激发激子态的能量，WS 2是一个模型系统，用于生长类原子薄的二维半导体晶体。从光谱中，我们建立了一个大的激子结合能为0.32 eV和一个显着的偏离通常的氢Rydberg系列的激子态的能级。我们解释这两个结果使用微观理论，其中的非局部性质的有效介电屏蔽修改的功能形式的库仑相互作用。这些强而非常规的电子-空穴相互作用预计将普遍存在于原子级薄的材料中。
2014-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Wavefunctions and oscillator strengths of Rydberg excitons in cuprous oxide quantum wells
本研究通过B样条展开计算氧化亚铜量子阱中里德伯激子的波函数与振子强度，揭示其对称性和不可分离性，并涵盖连续谱中的束缚态。研究为理解激子光学性质提供关键理论工具。
2025-07-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Rydberg excitons and polaritons in monolayer transition metal dichalcogenides in a magnetic field
本文提出微观理论，数值精确求解磁场下TMD单层激子与极化激元，揭示强耦合区抗磁位移特征，并评估相互作用强度，发现变分法高估且磁场削弱作用。
2025-01-23 cond-mat.mes-hall
Magneto-Optics of Exciton Rydberg States in a Monolayer Semiconductor
我们报告了典型单层半导体WSe $_2$中激子里德堡态的65特斯拉磁吸收光谱。强烈的场依赖性和不同的能量变化的2s，3s和4s激发中性激子允许其明确的识别，并允许定量比较领先的理论模型。的大小（通过低场抗磁位移）和能量的$ns$激子状态同意非常好的详细的数值模拟使用非氢屏蔽凯尔迪什势的二维半导体。此外，在最高磁场下，弱束缚的3s和4s激子的近线性抗磁位移提供了激子约化质量$m_r = 0.20 \pm 0.01~m_0$的直接实验测量。
2018-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of Rydberg exciton polaritons and their condensate in a perovskite cavity
半光半物质激子极化激元在半导体光学腔中的凝聚是固态平台中宏观量子相干性的一个显著例子。量子相干性只有在激子成分提供的激子极化激元之间存在强相互作用时才有可能。高主值里德伯激子在冷原子中表现出较强的偶极-偶极相互作用。然而，激子成分为激发态的极化激元，即里德堡激子极化激元（REP），尚未在实验上观察到。在这里，我们第一次观察到在没有任何外部场的情况下，在单晶CsPbBr 3钙钛矿腔中形成REP。这些极化激元表现出强烈的非线性行为，导致相干极化激元凝聚体具有显著的蓝移。此外，CsPbBr 3中的REP是高度各向异性的，并且具有大的消光比，这是由钙钛矿的正交晶体结构引起的。我们的观测不仅揭示了高阶激发态相干极化激元系统中多体物理的重要性，而且为探索这些相干相互作用在固态量子光学信息处理中的应用奠定了基础.
2019-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Rydberg Excitons and Trions in Monolayer MoTe$_2$
单层过渡金属二硫属化物（TMDC）半导体表现出强激子光学共振，这是一种微观的、非侵入性的探测其基本性质的方法。像氢原子一样，这种激子可以表现出完整的里德伯共振系列。激子在大多数TMDC（MoS $_2$、MoSe $_2$、WS $_2$和WSe $_2$）中已经被广泛研究，但是在重要的TMDC材料二碲化钼（MoTe $_2$）中缺乏对激子现象的详细探索。在这里，我们报告的激子发光性能的单层MoTe $_2$了解激子里德伯系列，高达3秒的实验研究。我们报告显着修改的发射能量与温度（4K至300 K），量化激子-声子耦合。此外，我们观察到一个强烈的门可调激子trion相互作用的所有里德堡态主要由自由载流子屏蔽，泡利阻塞，带隙重整化与第一性原理GW加上Bethe-Salpeter方程方法计算的结果一致。我们的研究结果有助于使单层MoTe $_2$更接近其在近红外光电子学和光子器件中的潜在应用。
2023-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Rydberg series of intralayer K-excitons in WSe$_2$ multilayers
本研究结合磁反射实验与$\boldsymbol{k\cdot p}$理论建模，探究不同厚度WSe$_2$多层膜的激子共振起源，发现双层、三层、四层膜分别存在1个、2个、4个层内K激子里德伯系列，完善了多层膜激子性质的认知。
2024-11-04 cond-mat.mes-hall physics.optics
Nonlinear optical properties and Kerr nonlinearity of Rydberg excitons in Cu$_2$O quantum wells
里德伯激子在量子结构中的量子确认为研究这类系统中的非线性相互作用开辟了道路。本文给出了量子阱中稀土元素与电磁波非线性耦合情况下光学函数的理论计算。利用实密度矩阵方法（RDMA），导出了Cu $_2$ 0量子阱的线性和非线性吸收的解析表达式，并进行了数值计算.结果给出了在线性和非线性光谱中观察到量子阱限制态的条件。研究了这种系统的克尔非线性和自相位调制。里德伯阻断和相关的光学漂白的影响进行了讨论，并面临现有的实验数据。
2022-06-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Quantum light from lossy semiconductor Rydberg excitons
本文证明仅与自由空间光模式弱耦合的半导体里德堡激子，通过微米级激发阻塞诱导成对极化激元散射，能产生强反聚束量子光，且在多种损耗和参数下持续存在，为观察弱耦合激子的量子统计铺平道路。
2022-11-30 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Coherent transfer matrix analysis of the transmission spectra of Rydberg excitons in Cuprous Oxide
本文用相干传输矩阵方法分析了氧化亚铜薄板在黄光激子态吸收范围内的透射谱。我们证明，在通常的分析，使用比尔定律，这原来是一个相当好的近似，只有在高主量子数的光谱区域，在整个光谱范围内考虑一致的定量描述是可能的。这导致新的和更准确的参数，不仅为里德伯激子状态，但也为间接跃迁的强度。此外，该结果具有光激发后的电子-空穴对的密度的测定的后果。
2020-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Classical and semiclassical description of Rydberg excitons in cuprous oxide
对氧化亚铜中激子的实验和理论研究揭示了激子里德伯态的精细结构分裂是由价带结构的强烈影响引起的。我们提供了一个半经典的解释，通过调查的激子电子-空穴对超越类氢模型的经典动力学分裂。考虑到里德伯激子在坐标空间中的慢运动，与准自旋和空穴自旋的快动力学相比，我们使用绝热方法和动量空间中的能量面来计算激子动力学。我们观察到准周期运动的近可积环面。半经典环面量子化得到了与量子力学计算一致的$n$ -流形精细结构分裂的能量区域。
2020-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci nlin.CD
Giant Rydberg Excitons in Cuprous Oxide
当一个电子进入具有大主量子数的能级时，高激发态的原子是令人着迷的类氢物体。这些里德伯原子的巨大延伸导致了巨大的相互作用效应。监测这些相互作用为单量子水平上的分子和凝聚态物理问题提供了新的见解。激子是半导体中的基本光学激发，由一个带负电荷的电子和一个带正电荷的空穴组成，是氢的凝聚态类似物。具有类似于里德伯原子的延伸的高度激发的激子是有吸引力的，因为它们可以使用微观势场以高精度在晶体中放置和移动。它们的相互作用可以允许形成有序的激子相或感测周围的元激发，也可以在量子水平上。在这里，我们证明了里德伯激子的存在，在氧化亚铜，CuO，与主量子数大到n=25。这些状态具有超过2微米的巨大波函数扩展，而基态的波函数扩展约为1纳米。强的偶极-偶极相互作用由阻断效应证明，其中激子的存在防止在其附近的另一激子的激发。
2014-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph
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
Magneto-spectroscopy of exciton Rydberg states in a CVD grown WSe2 monolayer
磁光光谱研究结果的激子在CVD生长单层的WSe 2封装在六方氮化硼。1 s态的发射线宽为4：7毫电子伏，接近于从散装材料剥离的单层中观察到的最窄发射。在光致发光光谱中，在较高的能量下也观察到2s激子态。磁光光谱允许确定的g-因子和激子波函数与这些排放的空间范围。我们的工作建立了CVD生长的过渡金属二硫属化合物的单分子膜作为一种成熟的技术，用于光电应用。
2019-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Microwave-optical spectroscopy of Rydberg excitons in the ultrastrong driving regime
本文利用光学吸收光谱和Floquet理论模型，研究了Cu₂O中里德伯激子在微波超强驱动下的响应，在16倍场强范围内实现理论与实验的定量吻合，并揭示了无电离吸收连续谱等新行为。
2024-08-06 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph physics.optics
Giant microwave-optical Kerr nonlinearity via Rydberg excitons in cuprous oxide
本文在氧化亚铜固态体系中利用里德堡激子实现了比现有固态系统高几个数量级的微波-光交叉克尔非线性，为量子网络中的微波-光频率转换奠定基础。
2023-12-01 cond-mat.mes-hall physics.optics
