Landau极化子中局部与非局域模式的腔体中介耦合
量子物理
2025-09-09 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
多模态超强耦合 (USC) regime 已成为访问先前不可接近现象的新型平台。值得关注的是，局部和非局域激发之间的腔体中介关联，或者等价地，在零和有限平面动量模之间提供了控制跨空间光-物质相互作用的新机会。然而，direct experimental evidence of such interactions has remained elusive. 在本文中，我们在Landau极化子系统中演示了非局域多模耦合，其中腔体光子同时与二维二维电子气在GaAs量子阱中的零动量环流共振和有限动量磁等离子体进行相互作用。我们的槽腔体具有亚波长模式体积，提供平面动量分量，使激发有限动量物质模成为可能。terahertz时域磁光谱测量揭示了上极化分支的明显分裂，源于磁等离子体模与腔体-环流共振混合态之间的杂化。提取的耦合强度确认了环流共振的USC以及磁等离子体模与腔体场的强耦合。实验结果良好地由多模Hopfield模型和有限元仿真所捕获。这些发现为在USC regime中工程化涉及零和有限动量物质模的多模光-物质相互作用开辟了道路。
引用
@article{arxiv.2509.05738,
title = {Cavity-Mediated Coupling between Local and Nonlocal Modes in Landau Polaritons},
author = {Sae R. Endo and Dasom Kim and Shuang Liang and Geon Lee and Sunghwan Kim and Alan Covarrubias-Morales and Minah Seo and Michael J. Manfra and Dukhyung Lee and Motoaki Bamba and Junichiro Kono},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.05738},
year = {2025}
}