合成薄膜氧化亚铜中的高激发里德伯激子

氧化亚铜（Cu${}_2$O）近来被提出作为一种有前景的固态宿主，用于具有大主量子数（$n$）的激子里德伯态，其放大的波函数尺寸（$\propto n^2$）促进了巨大的偶极-偶极（$\propto n^4$）和范德华（$\propto n^{11}$）相互作用，使其成为固态量子技术的理想基础。合成薄膜 Cu${}_2$O 样品尤其令人关注，因为它们可通过精细控制的制备实现无缺陷，并且原则上适用于观测由里德伯阻塞引起的极端单光子非线性。在此，我们展示了在透明衬底上生长的合成 Cu${}_2$O 中里德伯激子的光谱吸收和光致发光研究，报道了高达 $n = 7$ 的黄色激子系列。我们在高达 2 mW 的功率和高达 150 K 的温度下进行了这些研究，这是能够观测到里德伯系列的最高温度。这些结果开启了可扩展且可集成的片上基于里德伯量子器件的新通道。