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超高品质因数 hBN 纳米腔中的发光体-光机械相互作用

介观与纳米尺度物理 2023-02-01 v6

摘要

将量子发光体集成到同时与光子模式和机械模式耦合的纳米腔中,对于在腔 QED 系统中接口电子自旋、光子和声子至关重要。在此,我们研究了带负电的硼空位 VBV_B^-、超高品质因数(105\sim10^5)腔光子模式与局域声子模式之间的相互作用。对于品质因数高于 10410^4 阈值的腔,在发射光谱中观察到明显的非对称性。对于不含 VBV_B^- 中心的腔则未观察到类似的非对称性。为解释我们的发现,我们基于 VBV_B^- 中心以声子诱导的光-物质耦合对系统建模,并与通常发光体的 Jaynes-Cummings 模型进行比较。我们的结果揭示,这种多体相互作用出现在 VBV_B^- 中心的光-物质耦合过程中,表明其由声子诱导,而非由声子模式的热布居引起。不同光子(VBV_B^- 发射、腔光子)与声子(VBV_B^- 声子、腔机械)模式之间的这种发光体-光机械相互作用,为在凝聚态中接口自旋缺陷、光子和声子提供了一种新颖系统。

关键词

引用

@article{arxiv.2210.00150,
  title  = {Emitter-Optomechanical Interaction in Ultra-High-Q hBN Nanocavities},
  author = {Chenjiang Qian and Viviana Villafañe and Martin Schalk and Georgy V. Astakhov and Ulrich Kentsch and Manfred Helm and Pedro Soubelet and Andreas V. Stier and Jonathan J. Finley},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2210.00150},
  year   = {2023}
}