La superfluorescencia (SF), como efecto de radiación cooperativo que se origina a partir de fluctuaciones cuánticas del vacío, es una plataforma ideal para estudiar mecanismos de correlación de muchos cuerpos en un conjunto de excitones y para desarrollar técnicas ópticamente ultrarrápidas en fuentes de luz cuántica brillante. Recientemente, las observaciones de efectos de superfluorescencia basados en diferentes materiales radiativos o bajo diferentes temperaturas de trabajo han sido un tema candente. Sin embargo, los trabajos actuales se centran principalmente en estudiar y discutir el establecimiento de la propia SF.
En un nuevo artículo publicado en Light:Science &Applications , un equipo de científicos, dirigido por el profesor Zheng Sun y el profesor Wei Xie y colegas del Laboratorio Estatal Clave de Espectroscopia de Precisión de la Universidad Normal del Este de China en Shanghai, han propuesto el desarrollo del campo de superfluorescencia en combinación con el campo de investigación de polaritones. /P>
Explícitamente, afirman por primera vez no sólo observar el efecto de superfluorescencia sino también controlar el estado colectivo del conjunto dipolar al incluir una nueva dimensión reguladora del acoplamiento de campos luminosos. Su trabajo experimental y teórico, descrito en este artículo, proporciona pruebas sólidas para revelar una nueva cuasipartícula de excitón-polaritón cooperativo (CEP) y la transición de fase de superfluorescencia a condensación de CEP.
Demuestran una estructura híbrida de materia ligera de una película de puntos cuánticos de perovskita y un simple espejo de Bragg de media capa. La cooperativa excitón-polaritón se formaliza acoplando un conjunto de excciones sincronizadas a un modo óptico de Bragg seleccionado. Por encima del umbral de densidad, la condensación se produce en un estado de impulso distinto de cero en la rama inferior del polariton debido al papel vital de las exiones cooperativas. La transición de fase exhibe firmas clave de una disminución del ancho de la línea, un aumento de la coherencia macroscópica y una tasa de desintegración radiativa acelerada.
Los científicos resumen el mecanismo físico subyacente para la transición de fase de la superfluorescencia a la condensación CEP de su estructura híbrida:"Demostramos el fuerte acoplamiento entre los excitones cooperativos y los fotones de Bragg en una media cavidad basada en QD de perovskita con una división de Rabi de 21,6 meV ."
"Logramos la condensación cooperativa excitón-polaritón. Se ha demostrado que los excitones correlacionados involucrados mejoran considerablemente la fuerza de acoplamiento, lo que puede atribuirse al efecto cooperativo que induce la sincronización de las fases aleatorias del excitón que se alinearán para formar un dipolo gigante. Por lo tanto, permite que la condensación tenga lugar más allá de lo que es posible a nivel de QD individual", añaden.
"La demostración actual de la nueva condensación de cuasipartículas permite nuevas aplicaciones potenciales para el desarrollo de láseres sintonizables ultraestrechos. Además, la posibilidad de controlar el flujo de condensación y, por tanto, explotarlo como componente básico de varios dispositivos optoelectrónicos es otro campo apasionante que ofrece este tipo de tecnología. sistema QD de perovskita", afirma el equipo.
Más información: Danqun Mao et al, Observación de la transición de la superfluorescencia a la condensación de polaritones en CsPbBr3 Película de puntos cuánticos, Luz:ciencia y aplicaciones (2024). DOI:10.1038/s41377-024-01378-5
Información de la revista: Luz:ciencia y aplicaciones
Proporcionado por la Academia de Ciencias de China
