Nonlinear coherent state of an exciton in a wide quantum dot
本文用$f$变形振子方法导出了无限深球势阱中粒子的动力学代数。研究了宽量子点中具有确定角动量的激子与两束激光的相互作用。我们证明了在弱禁闭条件下，激子的质心运动量子化后，激子的定态可以看作是一种特殊的非线性相干态，表现出正交压缩。
2011-12-11 quant-ph
Orbital-resolved imaging of coherent femtosecond exciton dynamics in coupled molecules
本文利用激子波包干涉术与超快光子诱导隧道电流，实现了单分子酞菁铜中相干激子动力学的轨道分辨原子级成像，测得单分子激子相干时间约为70 fs，并发现分子间相互作用会缩短三重态激子的相干时间。
2025-07-01 physics.optics quant-ph
Effect of Monolayer Thickness Fluctuations on Coherent Exciton Coupling in Single Quantum Wells
半导体量子阱（QW）厚度的单层波动导致三种类型的激子，位于QW的较窄、平均和较厚区域中，这在光谱中清楚地分辨。这些激子是否通过库仑相互作用相干耦合是一个长期的争论。我们表明，不同类型的量子阱中的无序明显影响的相干耦合和耦合强度可以定量测量使用光学二维傅里叶变换光谱。我们从实验和理论上证明，在窄量子阱中，相干耦合主要发生在量子阱中无无序区的激子和那些存在于平台型无序区的激子之间。相反，位于故障型无序势中的激子不相干地耦合到其他激子。
2012-10-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Excitons in Molecular Aggregates with Lévy Disorder: Anomalous Localization and Exchange Broadening of Optical Spectra
我们预测存在的交换加宽的光学线型在无序的分子聚集体和非普遍的无序标度的集体电子激发（激子）的本地化特性。这些现象发生在具有发散二阶矩的重尾Lévy无序分布-在物理学的许多分支中发挥作用的分布。我们的结果与通常分析的二阶矩有限的聚集模型形成鲜明对比。它们也与其他类型的集体激发有关。
2010-09-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall quant-ph
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
Comment on "Excitons in Molecular Aggregates with Levy Disorder: Anomalous Localization and Exchange Broadening of Optical Spectra"
在他们的信[物理学牧师Lett。105，137402（2010）]，Alfrefeld等人预测了吸收带的交换加宽和蓝移以及具有Levy无序的J聚集体中激子的局域化长度的非普遍无序缩放，他们将其与先前分析的高斯和洛伦兹情况[Phys.Rev.B，79，1（2009）]进行了对比。观察解释链分割由于离群值，其相互作用与本地化的状态在有效的势阱中创建的典型的随机网站的能量。我们认为，以前已知的理论并没有打破，从而预期的性质的吸收带中调查的评论工作。
2014-03-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall quant-ph
Exciton-polaritons and exciton localization from a first-principles interacting Green's function formalism
提出基于 BSE 的从头算相互作用 Green 函数框架，以动力学电子–空穴交换作用描述激子–极化激元，并在多种材料中验证其局域化、偶极矩增强及色散预测能力。
2025-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Coherent control of the dynamics of single quantum-dot exciton qubit in a cavity
在本工作中，我们从理论上证明了如何利用外激光场来控制纳米腔中单个量子点激子量子比特的布居数反转。采用Jaynes-Cummings模型描述系统，并利用Lindblad算子考虑非相干损耗。我们演示了如何在基态的激子和相干态的腔的叠加中制备初态。分析了激子-腔失谐量、激光-腔失谐量、脉冲面积和损耗对量子比特动力学的影响。我们还展示了如何使用与腔模共振的连续激光泵浦来维持腔内的相干态，从而为量子比特提供一些保护以防止腔损耗。
2017-02-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Coherent transient exciton transport in disordered polaritonic wires
本文研究无序极化激元导线中的相干瞬态激子输运，提出有效激子群速度概念，揭示无序强度与色散关系对波包扩展速度的调控规律，为优化超快激子能量输运和设计新型极化激元平台提供指导。
2024-02-22 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph quant-ph
Superradiance at the localization-delocalization crossover in tubular chlorosomes
研究了无序对绿硫细菌Cf管状叶绿体光谱性质的影响。橙黄色采用与光谱和结构研究相一致的对角和非对角无序的弗兰克尔激子哈密顿量，我们分析了激子的本地化和光谱统计的绿小体。一个大小相关的局域化-离域交叉被发现发生作为激子能量的函数。交叉能量区域与具有最大化超辐射的更光学活性的状态相一致，并且因此更有利于能量转移。
2015-12-08 physics.bio-ph quant-ph
Coherent Biexciton Transport in the Presence of Exciton-Exciton Annihilation in Molecular Aggregates
University of Nevada, Las Vegas（内华达大学拉斯维加斯分校）
研究了分子聚集体中双激子动力学，探讨初始态相干性及动量组成对荧光衰减和传输的影响，揭示了相干传输与非相干弛豫的区别及内部转换过程的重要性。
2026-04-27 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph quant-ph
Spatial Exciton Localization at Interfaces of Metal Nanoparticles and Atomically Thin Semiconductors
提出自洽Maxwell-Bloch理论解析金属纳米粒子与二维半导体复合系统，发现等离激元诱导势中的激子束缚态，并证实强激子-等离激元耦合具有避免交叉和数十meV的Rabi分裂特征。
2023-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Size-dependent decoherence of excitonic states in semiconductor microcrystallites
在$a_{B}\ll R_{0}\leqλ$条件下，研究了半导体球形微晶中自发发射激子态的尺寸依赖性退相干。通常，微晶的尺寸越大，相干时间越短。如果初始态是两个不同的激子相干态的叠加，相干时间取决于两个激子相干态的重叠和微晶的尺寸。当系统初始处于奇偶相干态时，系统的平均激子数越大，退相干越快。当平均激子数一定时，微晶尺寸越大，退相干越快。通过理论分析，数值研究了GaAs和CdS材料激子态的退相干。
2003-04-08 quant-ph
We report the formation of a macroscopic coherent state emerging from colliding polariton fluids. Four lasers with random relative phases, arranged in a square, pump resonantly a planar microcavity, creating four coherent polariton fluids propagating toward each other. When the density (interactions) increases, the four fluids synchronise and the topological excitations (vortex or soliton) disappear to form a single superfluid.
2018-03-10 cond-mat.other cond-mat.quant-gas quant-ph
The lineshape of spectroscopic transitions offer windows into the local environment of a system. Here, we present a novel approach for connecting the lineshape of a molecular exciton to finite-temperature lattice vibrations within the context of the Davydov soliton model (A. S. Davydov and N. I. Kislukha, Phys. Stat. Sol. {\bf 59},465(1973)). Our results are based upon a numerically exact, self-consistent treatment of the model in which thermal effects are introduced as fluctuations about the zero-temperature localized soliton state. We find that both the energy fluctuations and the localizati…
2022-03-10 cond-mat.mtrl-sci nlin.PS quant-ph
Coherent optical writing and reading of the exciton spin state in single quantum dots
我们证明了一个单一的半导体量子点的中性激子共振的光脉冲的偏振态和它的光生激子的自旋状态之间的一一对应关系。这是使用两个双偏振和独立调谐的皮秒激光脉冲来实现的。第一个“写”的自旋状态的共振激发激子。第二个被调谐到双激子共振，它的吸收被用来“读取”激子自旋状态。第二脉冲的吸收取决于其相对于激子自旋方向的偏振。激子自旋的变化导致我们监测的双激子线的光致发光强度的相应变化，从而获得光偏振的庞加莱球上的任何点到激子自旋的布洛赫球上的点之间的一一映射。
2011-01-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Coherent exciton dynamics in the presence of underdamped vibrations
最近的超快光学实验表明，大型生物捕光复合物中的激子与分子振动模式耦合。这些高频振动不仅会影响光学响应，而且会驱动激子输运。在这里，使用一个模型二聚体系统，欠阻尼振动的频率示出具有强烈的影响，激子动力学，使量子相干振荡系统中可以存在，即使在强噪声的情况下。两种机制被确定为负责增强的传输效率：临界阻尼由于耦合到浴的可调有效强度，和共振耦合的振动频率与系统中的能隙一致。这两种机制的相互作用决定了负责最有效传输的参数，这些最佳控制参数与现实捕光复合物中的参数相当。有趣的是，激子相干性在共振时的振荡被抑制相比，非共振振动的情况下。
2014-12-22 physics.chem-ph quant-ph
Realistic and verifiable coherent control of excitonic states in a light harvesting complex
我们探讨了相干控制的激子动力学的捕光复合物的可行性，分析这些量子系统的开放性所施加的限制。我们建立了可行的目标相位和相位/振幅控制的电子激发态人口在Fenna-Mathews-Olson（FMO）复杂和分析的鲁棒性，这种控制相对于取向和充满活力的障碍，以及退相干耦合到蛋白质环境。我们进一步提出了两种可能的路线，以验证的控制目标，与模拟的FMO复杂的显示，转向的激发态是实验验证通过扩展激子相干性或通过产生新的国家在泵探测设置。我们的研究结果为在超快光谱设置中对这些复杂的生物量子系统进行相干控制迈出了第一步。
2014-01-20 physics.chem-ph quant-ph
Criteria for quantum coherent transfer of excitons between chromophores in a polar solvent
我们证明了两个光学活性分子间Forster共振能量转移的量子退相干可以用自旋玻色子模型来描述。这使我们能够给出定量的标准，在实验上可测量的系统参数，这是必要的相干布洛赫振荡的激子之间的发色团。我们的结果的实验测试应该是可能的荧光共振能量转移（FRET）光谱。虽然我们专注于蛋白质色素复合物的情况下，我们的结果也相关的量子点和有机分子在介电介质。
2004-12-22 cond-mat.other q-bio.BM q-bio.OT
Coherent exciton dynamics in supramolecular light-harvesting nanotubes revealed by ultrafast quantum process tomography
长寿命的激子相干最近已经通过超快光谱在光合复合物中观察到，为相干激子输运的研究和设计打开了令人兴奋的可能性。然而，在光谱信号的模糊性导致的参数解释它们的激子动力学方面，要求更严格的测试。我们提出了一种新的超快光谱技术--量子过程层析技术（QPT），用于在室温下重建双壁超分子捕光纳米管中激子的量子态.该协议要求八个瞬态光栅实验与不同的脉冲光谱。我们的分析揭示了从外部到内壁激子的单向能量转移，不存在非长期过程，以及这两个状态之间持续约150飞秒的意想不到的相干性，表明壁之间的弱电子耦合。我们的工作构成了第一个实验QPT在一个“温暖”和复杂系统，并提供了一个优雅的计划，以最大限度地提高信息从超快光谱实验。
2013-08-19 cond-mat.soft q-bio.QM quant-ph
Coherent dynamics of mixed Frenkel and Charge Transfer Excitons in Dinaphtho[2,3-b:2'3'-f]thieno[3,2-b]-thiophene Thin Films: The Importance of Hole Delocalization
有机半导体中的电荷转移态在给体/受体界面的单重态裂变和激子解离等过程中起着至关重要的作用。最近，对二萘并[2，3-b：2 '3'-f]噻吩并[3，2-b]噻吩（DNTT）薄膜的时间分辨光谱研究为光激发后Frenkel激子和电荷转移激子的混合形成提供了证据。在这里，我们研究的光学性质和激发动力学的DNTT薄膜结合从头计算和随机薛定谔方程。我们的理论预测，低能量的Frenkel激子带由8至47%的CT字符。量子动力学模拟显示了光激发后50 fs内Frenkel态和CT态的相干动力学。我们证明了电荷离域和本地化的作用，以及它们的退相干的作用，在混合的CT状态与弗伦克尔激子。
2016-02-18 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph quant-ph
Decay dynamics and exciton localization in large GaAs quantum dots grown by droplet epitaxy
我们研究了液滴外延生长的大尺寸无应变GaAs量子点中激子的光发射和衰减动力学。从时间分辨的测量结合理论模型，我们表明，液滴外延量子点的量子效率约为75%和振荡器强度之间的8和10。量子点被发现是完全描述的强约束激子的模型，在理论预测，激子在大量子点表现出所谓的巨振子强度。我们将这些发现归因于生长过程中材料混合产生的潜在最小值中的局部基态激子。我们通过从声子展宽的光致发光光谱中提取电子和空穴波函数的大小，为激子的强约束机制提供了进一步的证据。此外，我们探索的衰变动力学的温度依赖性，并为一些量子点，观察到一个显着的有效跃迁强度随温度的降低。我们量化和解释这些效应作为一个固有的属性，由于热激发的基态激子的大量子点。我们的研究结果提供了一个详细的了解一般的大量子点的光学性质，特别是通过液滴外延生长的量子点。
2014-04-04 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Observation of ~100% valley-coherent excitons in monolayer MoS2 through giant enhancement of valley coherence time
本研究针对单层过渡金属二硫化物谷相干时间过短的问题，采用石墨烯夹层结构的单层MoS₂，通过介电屏蔽、缩短激子寿命与运动窄化效应，首次实现激子全寿命谷相干，为谷相干光学读出提供了可能。
2023-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
All-electrical coherent control of the exciton states in a single quantum dot
我们证明了在半导体量子点中，量子信息从光子的偏振态到电子-空穴对的自旋态的高保真可逆转移。此外，自旋在亚纳秒时间尺度上被电操纵，使我们能够连贯地控制它们的演化。通过改变电脉冲的面积，我们证明了相移和自旋翻转门操作与近统一的结晶度。我们的系统构成了飞行和静止量子位之间的可控量子接口，这是固态量子逻辑的一种使能技术。
2010-11-11 cond-mat.other quant-ph
Transient Information Partition in Coherent Exciton-Phonon-Photon Dynamics
School of Engineering and Center for Optical Research and Education, Utsunomiya University（宇都宫大学工程学院与光学研究与教育中心）
通过子系统分辨的量子互信息研究相干激子-声子-光子系统的瞬态信息划分，揭示了光学活性与瞬态信息分布的非对应性，并发现隐藏的瞬态关联脊。
2026-06-23 cond-mat.other quant-ph
Dynamics of coherence, localization and excitation transfer in disordered nanorings
自组装超分子聚集体是设计高效激发传输器件的理想材料。植物和细菌中人工制备的和天然的光合聚集体都呈现出一定程度的紊乱，这应该会阻碍激发运输。此外，分子激发耦合到核运动影响激发输运的各种方式。本文以紫色细菌的LH 2体系为模型，对声子浴影响下的长程相互作用无序纳米环中的激子动力学进行了详尽的研究。核运动被明确考虑到采用Davydov的描述的极化子和量子动力学得到使用含时变分方法。我们揭示了一个最佳的激子-声子耦合，抑制无序诱导的本地化和促进激发脱陷。这种激发转移增强，介导的环境声子，是由于能量弛豫向扩展，低能量激子提供的精确的LH 2几何形状与反平行偶极子和长程相互作用。本地化和光谱统计分析其次是相干性和本地化，传输效率和超辐射的动态措施。线性吸收，2D光子回波光谱和扩散措施的激子进行检查，以监测作为无序和激子-声子耦合的强度的函数的扩散行为。
2017-07-05 cond-mat.mes-hall physics.bio-ph quant-ph
Signatures of coherent energy transfer and exciton delocalization in time-resolved optical cross correlations
University College London（伦敦大学学院）
研究通过时域光学交叉相关揭示了供体-受体光合单元中相干能量传递和激子局域化的量子特征。
2025-12-19 physics.bio-ph physics.chem-ph quant-ph
Coherent quantum control of dark excitons in hybrid metal organic chalchogenolates
University of Connecticut（康涅狄格大学）；Stony Brook University（石溪大学）
研究利用超快脉冲整形器在室温下对金属有机硫属化合物中暗激子态进行相干控制，通过双光子吸收光学访问并四波混频读出，基于非微扰双光子哈密顿量描述系统，为量子处理平台奠定基础。
2026-07-07 cond-mat.other cond-mat.soft physics.optics
Coherent storage and phase modulation of single hard x-ray photons using nuclear excitons
从理论上研究了光在原子核上的共振光的散射中X射线单光子波包的相干存储和相位调制。我们表明，通过关闭和再次打开的磁场在核样品中，相位敏感存储的光子在keV制度可以实现。如果通过$180^{\circ}$旋转检索磁场，则可以实现存储光子的相应$π$相位调制。这种X射线单光子控制技术的发展是将量子光学和量子信息转发到更短波长和更紧凑的光子器件的第一步。
2013-01-07 physics.atom-ph quant-ph
Direct measurement of the lifetime and coherence time of Cu2O Rydberg excitons
该研究通过双光子吸收共振结合条纹相机探测、改进型Michelson干涉仪测量，直接获取Cu₂O里德伯激子的寿命与相干时间，验证了里德伯标度律，证实该系统适用于固态相干工程。
2024-10-09 cond-mat.other quant-ph
Electric-field-induced coherent coupling of the exciton states in a single quantum dot
两个量子态之间的相干耦合的特征是当一个量子态扫过另一个量子态时，它们的能量会发生反交叉。在含有电子-空穴对的单半导体量子点中，本征态形成了一个两能级系统，可以用来证明固态中的量子效应，但在所有以前的工作中，这些状态是独立的。在这里，我们描述了一种技术来控制这些国家的能量分裂使用垂直电场，便于观察它们之间的相干耦合。在最小分裂附近，本征态在样品的平面内旋转，当分裂最小时以45°取向。利用这个系统，我们展示了对一个量子点中激子态的直接控制，导致纠缠光子对的产生。
2012-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.other quant-ph
Observation of resonance fluorescence and the Mollow-triplet from a coherently driven site-controlled quantum dot
固态量子发射器的共振激发具有确定性地激发局域激子同时确保最大相干发射的潜力。在这项工作中，我们证明了相干耦合的激子局域在光刻定位，网站控制的半导体量子点的外部共振激光场。对于强连续波驱动，我们观察到的特征Mollow三重态和分析拉比分裂和边带宽度作为驱动强度和温度的函数。边带宽度随温度和驱动强度的平方线性增加，我们通过激子与纵向声学声子的耦合来解释。我们还发现拉比分裂随温度的增加，这表明温度诱导的激子波函数的离域导致的振子强度的增加。最后，我们证明了相干控制的激子激发态人口通过脉冲共振激发和观察的拉比振荡的阻尼与脉冲面积的增加，这是符合我们的激子-光子耦合模型。我们相信，我们的工作概述了实现完全可扩展的固态量子发射器平台的可能性。后者是更先进的集成纳米光子量子线路的关键先决条件之一。
2015-12-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
The J- and H-bands of dye aggregate spectra: Analysis of the coherent exciton scattering (CES) approximation
CES近似的有效性进行了研究比较与直接对角化的模型振动哈密顿的$N$相同的单体相互作用电子。即使是相当短的聚集体（N \gtrsim 6）的CES近似示出，以得到与直接对角化的协议，为所有的耦合强度，除了中间正耦合（H带区域）的结果。然而，先前在H带区域获得了CES计算和测量光谱的极好的一致性[A. J. S. Briggs，Chem.Phys.324，376]。这是由于使用测得的单体光谱，其中包括隐含的耗散效应不存在于模型计算。
2010-08-21 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph quant-ph
On demand single photon generation and coherent control of excitons from resonantly driven nanowire quantum dots
本文展示了在共振激发的InAsP/InP纳米线量子点中实现按需单光子生成与激子态相干控制，解决了纳米线量子点共振激发的长期挑战，为片上混合量子光子集成铺平了道路。
2024-09-23 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
