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
Ultrafast THz probe of photo-induced polarons in lead-halide perovskites
利用超快光泵浦-太赫兹探测光谱技术研究了CsPbBr_3掺杂薄膜中光激发载流子的性质。我们观察到一个纯粹的德鲁德分散的太赫兹介电响应，这是归因于载流子的极化性质的偏差;观察到的声子频率的瞬态蓝移是光生电荷和变形的无机亚晶格的拉伸弯曲模式之间的耦合的指示，通过DFT计算证实。
2018-12-12 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Microscopic Theory of Polaron-Polariton Dispersion and Propagation
Department of Chemistry, Texas A\&M University, College Station, Texas 77843, USA
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
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
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
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
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
Exceptional points in dissipative coupling polaron-polaritons
Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa（墨西哥自治大学伊兹塔帕拉帕分校）；Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学）
研究双激子共振下强关联激子-极化激元中耗散光-物质耦合如何产生极化子-极化激元谱的异常色散和奇异点，揭示非厄米多体物理的可调控平台。
2026-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
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
Polaronic polariton quasiparticles in a dark excitonic medium
本文研究了暗激子介质对激子极化激元的修饰作用，发现暗激子通过密度涨落形成相干的极化子状准粒子，并利用多体格林函数方法揭示了光-物质耦合减弱的极化子机制及双激子极化激元的产生，为二维半导体极化激元实验提供了理论解释。
2023-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Topological Fermi-polaron Polaritons with Electrically Invertible Topology
University of Michigan（密歇根大学）；Department of Nuclear Engineering, University of Michigan（密歇根大学核工程系）
本文提出费米极化子极化激元，通过多体相互作用与光子对称性结合，实现大带隙及电可逆拓扑，为可编程拓扑光子学提供新平台。
2026-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.other physics.optics
Bose polaron interactions in a cavity-coupled monolayer semiconductor
移动量子杂质和玻色浴之间的相互作用导致准粒子的形成，称为玻色极化子。玻色极化子的基本性质，例如它们之间的相互作用，可能与裸杂质的性质有很大的不同。在这里，我们探讨玻色极化子物理在二维非平衡设置注入$σ^-$极化激子极化激元杂质到浴的相干$σ^+$极化激元产生的单层MoSe $_2$嵌入在光学腔的共振激光激发。通过利用双激子费什巴赫共振之间的杂质和浴极化激元，我们调整的相互作用系统的强耦合制度，并证明了两个新的准粒子分支的共存。利用时间分辨的泵浦探测测量，我们观察到极化子修饰如何改变杂质极化激元之间的相互作用。值得注意的是，我们发现，高能量极化子准粒子之间的相互作用，这是排斥小浴占用，可以成为有吸引力的强杂质浴耦合制度。我们的实验提供了在任何物理系统中玻色极化子-极化子相互作用强度的第一个直接测量，并为探索和控制驱动耗散设置中的多体相关性铺平了道路。
2022-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Polariton dynamics in strongly interacting quantum many-body systems
我们发展了一个光在强相互作用存在下的原子玻色-爱因斯坦凝聚体中传播的理论。由此产生的多体相关性示出有深刻的影响，这种相互作用介质的光学性质。对于弱的原子-光耦合，有一个定义明确的准粒子，极化子-极化激元，支持光传播的光谱特征显着不同于非相互作用的情况下。极化子-极化子的阻尼非单调地依赖于光物质耦合强度，最初增加，然后减少。这引起了两个准粒子之间有趣的交叉：一个裸极化激元和极化子极化激元，由光和物质的复杂和有损耗的混合物分开。
2020-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Multimode Phonon-Polaritons in Lead-Halide Perovskites in the Ultrastrong Coupling Regime
本研究针对现有声子调控策略的局限性，通过卤化铅钙钛矿光学声子模与纳米槽阵列腔的耦合实现多模超强光-物质耦合，揭示了声子模间有效相互作用与超热聚束效应，为声子特性工程提供了新途径。
2025-10-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Charge and Energy Transfer Dynamics of Hybridized Exciton-Polaritons in 2D Halide Perovskites
当激子介质被限制在光学腔中时，二维杂化有机无机钙钛矿（2D HOIP）中的激子（束缚电子-空穴对）能够形成被称为激子-极化激元（E-Ps）的杂化轻物质态。在2D HOIP的情况下，它们可以在HOIP晶体的特定厚度下自杂交成E-Ps，所述HOIP晶体与激子形成谐振光学腔。然而，这些自杂化E-Ps在二维HOIP中的基本性质，包括它们在界面处的超快能量和/或电荷转移中的作用，仍然不清楚。在这里，我们证明了在Au衬底上的> 0.5 μ m厚的2D HOIP晶体能够支持多级自杂化E-P模式。这些E-P具有高Q因子（> 100）并且调制晶体的光学色散以增强子带隙吸收和发射。通过改变激发能和超快测量，我们也证实了能量从较高能量的上E-Ps转移到较低能量的下E-Ps。最后，我们还证明了E-Ps能够在界面处进行电荷传输和转移。我们的研究结果提供了新的见解，电荷和能量转移的E-Ps打开新的机会，对他们的操纵极化激元器件。
2023-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Polaritons in an electron gas -- quasiparticles and Landau effective interactions
光学微腔中的二维半导体已经成为探索新的混合光-物质量子态的通用平台。强烈的光-物质耦合导致激子-极化激元的形成，激子-极化激元又与周围的电子气相互作用形成称为极化子-极化激元的准粒子。在这里，我们开发了一个通用的微观框架来计算这些准粒子的属性，如它们的能量和它们之间的相互作用。由此，我们给出了微观表达式的参数进入朗道理论的极化子极化激元，这提供了一个简单而强大的方式来描述这种相互作用的光物质多体系统。作为我们的框架的应用的一个例子，我们然后使用梯形近似来探索极化子极化激元的性质。我们还表明，它们可以通过系统的光透射/反射光谱以非破坏的方式进行测量。最后，我们证明了由电子-空穴激发介导的朗道有效相互作用是吸引的，导致极化子-极化激元的红移。我们的工作提供了一个系统的框架来研究电子掺杂的二维材料，如新颖的范德华异质结构中的激子极化激元。
2021-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Strong light-matter coupling in lead halide perovskite quantum dot solids
本研究在室温下于金属谐振腔中嵌入高透明CsPbBr3量子点固体，实现了多个腔激子-极化激元的形成，显著重构了系统的吸收与发射性质，并实现了光发射线宽的减小及吸收的超快切换，为PQD固体作为极化激元光电子材料开辟了道路。
2023-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Review: Solid-state physics of halide perovskites
卤化物钙钛矿太阳能电池提供了一个独特的机会，将现代计算材料科学技术应用于（最初）知之甚少的新材料。在这篇综述中，我们通过对研究进展的叙述性回顾，叙述了在过去五年中发展的关键理解。这种材料的核心谜团是，它怎么会有如此多的缺陷，但却能像光伏电池一样工作得这么好。通过分子和晶格动力学计算了解材料的物理特性，揭示材料在广泛的时间尺度上显示出大的动态响应。用有效经典势模拟了材料中较长的长度尺度，表明相互作用的分子偶极子可以产生复杂的结构域，从而在晶格的静电势中产生结构化特征。相对论电子结构揭示了带中的独特特征，这可以解释所观察到的缓慢复合，并可用于高效率的光子晶体学。晶格的大介电响应导致形成极化子的强烈驱动，其中一些器件物理进行了讨论。这些极化子为观察到的材料中光激发的缓慢冷却提供了一个可能的解释。
2018-11-06 cond-mat.mes-hall
Tensor Network simulation of polaron-polaritons in organic microcavities
在分子激子和受限光学模式之间的强耦合的制度中，分子内的自由度受到深刻的影响，导致与裸电子激发态相比，极化激元的振动敷料减少。然而，现有的模型只描述了一个单一的振动模式，在每个分子，而实际的分子拥有大量的振动自由度，并在典型的实验中，另外与主机介质中的声子模式的连续浴相互作用。在这项工作中，我们研究了一个小的分子系综与任意数量的振动自由度下的强耦合到微腔模式。我们证明，减少振动敷料仍然存在，在这种情况下，并表明，在最低的激发态的电子和光子观测的声子环境的影响，可以预测从只有两个集体参数的振动模式。此外，我们探索的振动特性，可以解决专门由我们的扩展模型，并可以通过实验测试。我们的研究结果表明，振动耦合更有效地抑制了环境的特点是低频（亚欧姆）模式。
2018-07-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Triplet harvesting in the polaritonic regime: a variational polaron approach
我们探讨了一个量子力学模型的电致发光效率的大量分子发射器嵌入在一个光学微腔。我们的特点的情况下，微腔增强收获的三重态激子通过反向系统间穿越（R-ISC）到单重态人口，可以发光。为此，我们开发了一个时间局部主方程的变分优化的框架，允许探索的人口动态的化学相关的物种在不同的制度的发射耦合到凝聚相振动浴和微腔光子模式。对于比R-ISC更快平衡的振动浴（在具有弱单重态-三重态混合的发射体中），我们的结果表明，对于单重态激子到光子模的强耦合，只要单重态到三重态激子的跃迁在反转Marcus区域内，就可以获得相对于无腔对应物的效率的显著改善;在这种情况下，我们证明了克服极化激元在宏观数量的分子中的有害离域的可能性。另一方面，对于平衡慢于R-ISC的振动浴（即，具有强的单重态-三重态混合的发射体），我们发现，虽然光致发光的增强可以通过振动弛豫到极化激元中来获得，但是这仅发生在耦合到光子模式的少量发射体上，其中极化激元在许多发射体上的离域最终对电致发光效率是有害的。这些发现提供了洞察力的可调谐性的光电过程中的分子材料，由于弱和强的光物质耦合。
2019-04-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Room Temperature Polariton Lasing in All-Inorganic Perovskites
极化激元激光是1996年首次提出的由宏观极化激元凝聚产生的相干辐射。在过去的二十年里，极化激元激光已经在一些无机和有机半导体中在低温和室温下得到了证实。无机材料中的极化子激光显著依赖于夹在两个分布式布拉格反射器之间的晶体增益介质层的复杂外延生长，其中对抗内置应变和失配热特性是不平凡的。另一方面，由于Frenkel激子的性质，有机活性介质通常具有大的阈值密度和弱的非线性。极化激元激光的进一步发展对技术上重要的应用需要更容易获得的材料，易于制造的设备和广泛的可调发射在室温下。在此，我们报道了基于无外延全无机氯化铯铅钙钛矿微腔的室温极化激元激光的实验实现。极化激子激光是明确地证明了超线性的功率依赖性，宏观基态占领，蓝移的基态发射，线宽变窄和建立的远程空间相干。我们的工作表明，卤化铅钙钛矿对大面积，低成本，高性能的室温极化激元器件和相干光源从紫外到近红外范围延伸相当大的承诺。
2017-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of Exciton Polariton Condensation in a Perovskite Lattice at Room Temperature
强关联格点中的玻色-爱因斯坦凝聚为相干产生宏观量子态提供了可能，作为量子模拟的理想平台而受到人们的极大关注。光晶格中的超冷原子就是这样一种有前途的系统，它们实现的物质的不同相态在凝聚态物理、化学和宇宙学中具有很好的应用前景。然而，这只能在由原子的典型倒数质量设定的纳米到微米开尔文尺度的超低温下才能实现。其他的系统，如俘获离子的晶格和超导电路阵列，也依赖于超冷温度。激子极化激元具有极轻的有效质量，被认为是在高温下实现玻色-爱因斯坦凝聚的理想选择。除了凝聚之外，有效的激子极化激元量子模拟器还需要一个强晶格，在每个晶格位点处具有鲁棒的捕获以及强的位点间耦合，以允许晶格内极化激元的相干量子运动。然而，强晶格中的激子极化激元仅在液氦温度下才能凝聚。在这里，我们报告的观察激子极化激元凝聚在一维强卤化铅钙钛矿晶格在室温下。通过深周期电位调制，强卤化铅钙钛矿晶格表现出高达13.3 meV的大禁带宽度和高达8.5 meV的晶格带，这是至少10倍以上，比以前的系统。在临界密度以上，我们观察到激子极化激元在室温下凝聚成具有长程空间相干性的py轨道态。我们的研究结果为在室温量子模拟器中实现极化激元凝聚开辟了道路。
2019-06-27 cond-mat.mes-hall physics.optics
Room-temperature continuous-wave pumped exciton polariton condensation in a perovskite microcavity
本文在钙钛矿微腔中实现了室温连续波泵浦的极化子凝聚，阈值极低且线宽窄，并揭示了离散能级促进极化子弛豫的微观机制，为节能极化子器件奠定基础。
2024-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Two-dimensional coherent spectroscopy of trion-polaritons and exciton-polaritons in atomically thin transition metal dichalcogenides
本文通过微观多体计算，研究微腔中过渡金属二硫化物单层内三重子-极化激元和激子-极化激元的二维相干光谱，预测三种交叉峰，揭示分支间相干性，为探索强非线性提供基础。
2022-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
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
Efficient Up-Conversion in CsPbBr3 Nanocrystals via Phonon-Driven Exciton-Polaron Formation
本研究针对CsPbBr3纳米晶体上转换机制不明确的问题，通过多种光谱方法发现Pb-Br-Pb弯曲声子模式参与上转换，效率达75%且存在相干声子，揭示了软晶格、声子与激发态动力学的相互作用机制。
2023-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Room-Temperature Bound States in the Continuum Polariton Condensation
激子-极化激元的强激子-光子相互作用激发了低阈值、长距离空间和时间相干的新型相干光源的发展，以规避光通信不断增长的能量需求。连续束缚态极化激元具有无限大的品质因数，可以延长光子寿命，有利于极化激元的积累，因此在玻色-爱因斯坦凝聚中有着广阔的应用前景。然而，BIC极化激元凝聚仍然局限于低温归因于常规材料平台的小激子结合能。在此，我们展示了一个室温BIC极化激子平台的基础上卤化物钙钛矿空气孔光子晶体，受益于非辐射BIC状态和稳定的激子溴化铯铅。BIC极化激元凝聚在色散极小值附近实现，产生具有长程相干性的定向涡旋光束发射。我们的工作为极化激元凝聚体在集成光子电路和拓扑电路中的应用提供了重要的基础。
2023-03-17 cond-mat.mes-hall physics.optics
Ultra-strong trion-polaritons
本文提出量子场论方法，研究超强耦合下微腔半导体中三子-极化激元的形成，预测了极化子与虚光子相互作用产生的新型多体态。
2024-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Room temperature cavity polaritons with 3D hybrid perovskite - Towards low-cost polaritonic devices
混合卤化物钙钛矿现在被认为是用于当代光致发光和纳米光子学研究的低成本材料。特别是，由于这些材料可以进行溶液处理，它们代表了获得低成本器件的巨大希望。虽然在过去已经证明了2D层状混合钙钛矿用于在室温下操作的极化激元器件的潜力，但是对于该特定应用，3D钙钛矿的潜力已经被探索得少得多。在这里，我们报告了强激子光子耦合与三维溴混合钙钛矿。在室温下，在含有大面积旋涂$CH_3NH_3PbBr_3$薄膜的3 $λ$/2平面微腔中，通过反射率和光致发光实验研究了腔极化激元。一个微腔品质因数为92，并测量了70 meV的大拉比分裂。这一结果为在室温下操作的低成本极化激元器件铺平了道路，由于3D混合钙钛矿具有良好的传输特性，因此可能是电可注射的。
2018-10-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Optical Control of Topological Polariton Phase in a Perovskite Lattice
强的光-物质相互作用使光被物质修饰，丰富了拓扑光子学，为实现可调谐的、不受缺陷影响的拓扑器件提供了可能。拓扑激子极化激元是一种具有巨大光学非线性的半光半物质准粒子，它为相位可调谐的有源拓扑光子学提供了一个独特的平台。以前的激子极化激元拓扑绝缘体的演示仍然需要低温，并且它们的拓扑性质通常是固定的，没有相位可调谐性。在这里，我们实验证明了一个室温激子极化激元拓扑绝缘体的钙钛矿锯齿形晶格中的主动相位可调。由于卤化物钙钛矿微腔中的偏振相关各向异性，偏振用作控制不同拓扑相之间的可逆转变的自由度。在自然缺陷的存在下，位于边缘的拓扑非平凡极化子态仍然存在，表现出对无序的强烈免疫力。我们进一步证明了在光抽运下激子极化激元可以凝聚到拓扑边缘态。这些结果为实现室温工作的可调谐拓扑极化激元器件提供了一个理想的平台，在光控制、光调制和光开关等方面具有重要的应用价值。
2020-12-10 cond-mat.mes-hall physics.optics
Direct observation of the exciton polaron by serial femtosecond crystallography on single CsPbBr$_3$ quantum dots
本文利用串行飞秒晶体学在单激子极限下测量单颗CsPbBr3量子点的衍射图样，通过三维差分衍射观测到布拉格峰位移，并结合DFT计算揭示了由离域电子和局域空穴形成的混合大/小激子极化子所诱导的晶格畸变。
2025-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.data-an
Spectroscopic probes of quantum many-body correlations in polariton microcavities
我们研究了激子-极化激元的多体态，这些态可以通过泵浦-探测光谱观察到。在这里，一个弱探测“自旋向下”的极化激元被引入到一个相干态的“自旋向上”的极化激元创建一个强泵。我们表明，$\downarrow$杂质成为打扮的$\uparrow$介质的激发，并形成新的极化准粒子，具有两点和三点多体量子关联，这在低密度制度，分别从耦合到真空双激子和三激子状态。特别是，我们发现，这些相关性产生额外的分支和避免交叉的$\downarrow$光学透射光谱，具有特性依赖于$\uparrow$ -极化激元密度。因此，我们的研究结果表明，直接观察相关的多体态的激子极化激元系统，超越了经典的平均场论。
2018-06-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Non-Hermitian trapping of Dirac exciton-polariton condensates in a perovskite metasurface
École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）；ITMO University（伊特莫大学）；Abrikosov Center for Theoretical Physics（阿布里科索夫理论物理中心）；St. Petersburg State University（圣彼得堡国立大学）；Queen’s Universiy（女王大学）；Paderborn University（帕德博恩大学）；Harbin Engineering University（哈尔滨工程大学）；Technische Universität Dortmund（多特蒙德工业大学）
研究在氧化物超材料中观察到狄拉克极子-极化子的非厄米特束缚现象，通过非共振光学激发和相互作用形成复势，实现无质量狄拉克光子色散下的束缚凝聚。
2025-12-10 cond-mat.mes-hall
Phonon-Induced Dephasing in Quantum Dot-Cavity QED
本文给出了量子点-微腔系统中声子诱导退相干问题的半解析渐近精确解。特别强调的是线性偏振和光吸收，但是本文提出的方法可以直接适用于解决激子-腔密度矩阵的任何元素。在其核心，该方法结合了特罗特的分解定理与链接集群扩展。激子腔和激子-声子耦合的影响被考虑在平等的基础上，从而提供访问可比的极化子和极化激元时间尺度的制度。我们表明，光学退相干是通过量子点-腔系统不同极化子态之间的真实声子辅助跃迁来实现的，并且极化子谱线展宽可以用极化子框架下的费米黄金法则很好地描述。我们还提供了纯粹的解析近似，准确地描述了系统的动力学在较长的极化激元时间尺度的限制。
2019-08-09 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
Heat-assisted self-localization of exciton polaritons
微腔极化激元的玻色凝聚伴随着它们从激发态的系综到单个量子态的弛豫。多余的能量被转移到晶格，最终涉及结构的加热。凝聚体的产生导致局部温度的升高，这导致激子能量的红移，从而提供了极化激元自陷的机制。通过采用驱动耗散Gross-Pitaevskii模型，我们预测了一种新的类型的稳定的本地化解决方案支持的热诱导自陷在一维微腔结构。预测的解决方案是一个汇型，即它的特点是收敛密度流的存在。我们研究了这些态在空间局域泵浦下从白噪声中的自发形成，并分析了它们的稳定性判据。集体玻色子极化子态可以作为研究玻色子星自引力效应的玩具模型。
2018-03-21 cond-mat.mes-hall
Influence of strong molecular vibrations on decoherence of molecular polaritons
针对分子极化子退相干问题，本文基于变分极化子主方程，发现分子强振动引发的多声子过程会抑制光与物质耦合，并在强耦合极限下主导跃迁与退相位速率，进而改变速率、谱线宽度及极化子能量。
2024-07-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nonlinear optics in the fractional quantum Hall regime
设计光子间的强相互作用是量子科学的一个重大挑战。预期的应用范围从用于量子信息处理的光子门的实现到用于强关联驱动耗散系统的研究的光子量子材料的合成。基于光子与光学谐振腔中的原子或电子激发的强耦合的极化激元学已经成为实现这些任务的有希望的方法。最近的实验证明了激子-极化激元系统中量子关联的发生，表明如果相互作用强一个数量级，则可以实现强极化激元阻断。在这里，我们报告的时间分辨的四波混频实验的二维电子系统嵌入在一个光学腔，表明极化激元极化激元相互作用强烈增强时，电子最初是在分数量子霍尔状态。我们的实验表明，除了在电子基态的强关联，激子-电子相互作用导致的极化子极化激元的形成发挥了关键作用，在增强非线性光学响应。除了在实现强相互作用光子系统中的潜在应用外，我们的研究结果表明，非线性光学测量可以提供线性光学响应中无法获得的分数量子霍尔态的信息。
2019-03-21 cond-mat.mes-hall
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
Non-epitaxial perovskite polariton laser diode operating under direct current
本文提出将溶液生长CsPbBr3微片与单壁碳纳米管电极集成并嵌入光学微腔，在8 K和65 μA直流下实现强耦合区极化激元激光。
2025-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Phonon-induced modification of polaritonic Rabi oscillations in the presence of the dark excitonic condensate
本文提出利用激子-声子相互作用探测暗激子凝聚体的方法，并揭示暗凝聚体形成对光子-明激子拉比振荡的显著修正，即光子-激子-声子极化激元效应。
2025-01-06 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Exciton-polaritons in CsPbBr$_3$ crystals revealed by optical reflectivity in high magnetic fields and two-photon spectroscopy
本研究结合最高 60 T 的圆偏振磁反射光谱与双光子吸收，表征 CsPbBr$_3$ 晶体的激子极化激元及 2P 激子，并定量确定其关键参数。
2023-07-13 cond-mat.mes-hall
Semiclassical Truncated-Wigner-Approximation Theory of Molecular Exciton-Polariton Dynamics in Optical Cavities
本文提出基于截断维格纳近似的半经典理论，用于研究光学腔中分子激子-极化激元动力学，扩展至电子相干和振动耦合，并揭示强耦合下的动态极化子退耦效应。
2024-09-27 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph quant-ph
Coupled system of electrons and exciton-polaritons: Screening, dynamical effects, and superconductivity
本文发展了多体理论方法，研究光学微腔中玻色凝聚激子-极化激元与二维电子气的耦合，发现旋子不稳定性附近可介导超导配对，并估算临界温度不超过0.1 K。
2023-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Non-Markovian effects in long-range polariton-mediated energy transfer
本文利用PT-MPO方法精确描述分子振动环境与光-物质平均场相互作用，研究了长程极化激元介导的能量转移，揭示了强振动耦合下的非马尔可夫效应及极化子形成机制。
2025-07-11 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Coherent interaction of WS$_2$ and quasi-2D perovskite excitons over micrometer distances via a cavity field
Carl von Ossietzky Universität Oldenburg（奥尔登堡卡尔·冯·奥西埃茨基大学）；Philipps-Universität Marburg（马尔堡菲利普斯大学）；Wroclaw University of Science and Technology（弗罗茨瓦夫科技大学）；University of Applied Sciences Emden/Leer（埃姆登/莱尔应用科学大学）；Fraunhofer-Institute for Applied Optics and Precision Engineering IOF（弗劳恩霍夫应用光学和精密工程研究所IOF）；Friedrich Schiller University, Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）；University of Chemistry and Technology Prague（布拉格化学技术大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Vidyasirimedhi Institute of Science and Technology (VISTEC)（维他西亚米德科学与技术学院(VISTEC)）；Laboratoire National des Champs Magnétiques Intenses, EMFL, CNRS UPR, 3228, University Grenoble Alpes, University Toulouse, University Toulouse 3, INSA-T Grenoble（强磁场国家实验室，EMFL，CNRS UPR 3228，格勒诺布尔阿尔卑斯大学，图卢兹大学，图卢兹第三大学，INSA-T格勒诺布尔）
本研究在室温下通过含单层WS₂与准二维卤化物钙钛矿的开放光学腔，实现了微米尺度下两种材料激子的相干耦合，证实了相关极化激元分支的存在，为新型极化激元功能提供了基础。
2026-09-04 cond-mat.mes-hall
Transport of neutral optical excitations using electric fields
可移动的量子杂质与费米子浴相互作用，形成称为费米极化子的准粒子。我们证明，施加到浴粒子的力可以产生类似大小的作用在杂质上的阻力，实现了一种新的，非微扰库仑阻力效应。为了证明这一点，我们计算完全自洽的，频率依赖的跨导性在零温度下的Baym-Kadanoff守恒近似。我们将我们的理论应用于激子和激子极化激元与嵌入微腔中的杂质半导体中的载流子浴的相互作用。在外部电场和磁场中，拖曳效应使激子的电控制成为可能，并可能为激子和极化激元的规范场的实现铺平道路。此外，相互作用可以促进电子输运的光学操纵。我们的研究结果建立运输测量作为一种新的，强大的工具，探测移动量子杂质的多体物理。
2018-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Non-Markovian perturbation theories for phonon effects in strong-coupling cavity quantum electrodynamics
声子相互作用在基于固态发射体或荧光分子的腔量子电动力学系统中是不可避免的，其中晶格或化学键的振动耦合到电子自由度。由于振动环境的非马尔可夫响应，以计算有效的方式描述这种效应仍然是一个重大的理论挑战。这是特别明显的，当发射极-腔耦合是可比的或大于典型的声子能量范围，和极化激元的形成与振动敷料的光学跃迁相一致。在这篇文章中，我们考虑了四种非马尔可夫微扰主方程方法来描述这种动力学在广泛的轻物质耦合强度，并将它们与使用张量网络的数值精确参考计算进行比较。主方程推导出使用不同的基础变换和微扰展开在新的基础上，随后介绍和分析。我们发现有两种方法特别成功和强大。其中第一个是建议和发展在这篇文章中，是基于激子腔极化激元的振动敷料。这使得描述不同的声子极化激元边带时出现的极化激元分裂超过了典型的声子频率标度的环境。第二种方法是基于变分优化的极化振动敷料的电子状态。这两种方法都表现出良好的定性和定量的协议与参考计算的发射光谱和数值上的鲁棒性，即使在高温下，热声子人口是显着的。
2021-05-18 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Intra- and Interlayer Excitonic Fine Structure of the Two-Dimensional Perovskite (PEA)$_2$PbI$_4$
Julius-Maximilians-University Würzburg（维尔茨堡大学）；MESA+ Institute for Nanotechnology, University of Twente（特温特大学 MESA+ 纳米技术研究所）；School of Metallurgy and Materials, University of Birmingham（伯明翰大学冶金与材料学院）
研究通过低温光致发光和G₀W₀+BSE计算揭示了(PEA)₂PbI₄的层内和层间激子精细结构，阐明了其由晶格对称性和畸变主导的特性，修正了二维钙钛矿的激子描述。
2026-04-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
