Viện Quang học và Máy móc chính xác Thượng Hải cùng các Viện khác đạt được tiến bộ trong nghiên cứu về sự ngưng tụ Bose-Einstein của Exciton phân cực hiệp đồng

Gần đây, nhóm nghiên cứu của Hongxing Dong và Long Zhang, các nhà nghiên cứu từ Trung tâm nghiên cứu vật liệu quang học hồng ngoại, Khoa vật liệu chức năng quang điện tử và laser tiên tiến, Viện quang học và máy móc chính xác Thượng Hải, Viện Hàn lâm khoa học Trung Quốc (SIPM), cùng với các nhà nghiên cứu từ Đại học sư phạm Hoa Đông, đã giải quyết được quá trình động học và cơ chế vật lý của quá trình chuyển pha từ siêu huỳnh quang sang ngưng tụ exciton phân cực đồng exciton dựa trên hệ thống màng mỏng chấm lượng tử chalcogenide. Các kết quả nghiên cứu liên quan, có tựa đề Quan sát quá trình chuyển pha từ siêu huỳnh quang sang ngưng tụ polariton trong màng chấm lượng tử CsPbBr3, đã được công bố trên tạp chí Light: Science & Applications (Ánh sáng -Ánh sáng: Khoa học & Ứng dụng.
Siêu huỳnh quang là một nền tảng lý tưởng để nghiên cứu các cơ chế tương quan nhiều vật thể trong các hệ thống exciton cũng như phát triển các nguồn sáng lượng tử sáng và quang học siêu nhanh. Trong khi đó, coexciton được đặc trưng bởi cường độ rung động cao hơn, có lợi cho việc nghiên cứu bản chất phi tuyến tính của coexciton và dễ dàng nhận ra sự ngưng tụ exciton phân cực coexciton hơn, hữu ích để nhận ra các ứng dụng trong các lĩnh vực cổng logic lượng tử, kích thích trạng thái tôpô, v.v. Hiện tại, có một số ít nghiên cứu về việc điều chỉnh cường độ ghép nối giữa trạng thái vật chất hợp tác và ánh sáng và cơ chế chuyển pha từ siêu huỳnh quang sang ngưng tụ exciton phân cực coexciton. Việc nhận ra việc điều chỉnh cường độ ghép nối trạng thái vật chất hợp tác-ánh sáng dựa trên hệ thống chấm lượng tử và giải quyết quá trình chuyển pha cực nhanh được điều chỉnh bởi trường quang học khoang là rất quan trọng để phát triển và ứng dụng thêm các thiết bị lượng tử.
Nghiên cứu này đề xuất việc đưa vào một khoang bên ngoài để điều chỉnh cường độ liên kết giữa ánh sáng và các exciton hợp tác, dựa trên cấu trúc của các màng mỏng chấm lượng tử chalcogenide trên một nửa khoang của một bộ phản xạ Bragg phân tán chứng minh hiện tượng liên kết mạnh giữa các exciton hợp tác và các chế độ Bragg với sự phân tách Rabi là 21,6 meV. Hơn nữa, nghiên cứu quan sát hiện tượng hợp nhất của các exciton phân cực của các exciton hợp tác. Người ta thấy rằng các exciton tương quan liên quan thể hiện sự tăng cường liên kết đáng kể. Điều này chủ yếu là do sự đồng bộ pha ngẫu nhiên gây ra bởi các exciton gây ra hiệu ứng hiệp đồng, dẫn đến sự hình thành các mômen lưỡng cực vĩ ​​mô với các hướng phân cực nhất quán. Sự ngưng tụ Bose-Einstein quasiparticle mới cung cấp những khả năng mới cho sự phát triển của các laser có thể điều chỉnh cực hẹp. Ngoài ra, tính chất hai vật chất quang học của ngưng tụ exciton phân cực hiệp đồng mở rộng các ứng dụng tiềm năng của nó trong mô phỏng lượng tử, nguồn sáng kết hợp phi truyền thống và các thiết bị logic phân cực toàn quang.
Công trình nghiên cứu này được hỗ trợ bởi Quỹ khoa học tự nhiên quốc gia Trung Quốc, Chương trình tài năng trẻ hàng đầu Thượng Hải và Chương trình đào tạo tài năng hàng đầu Thượng Hải.