激子极化子松弛的机械原理

激子极化子是由光子与激子耦合形成的光-物质混合准粒子，已成为发展量子技术和工程材料性能的灵活平台。然而，支配其动力学和松弛的基本机械原理仍不为人所知。本文提供了从上极化子激发后发生的激子极化子松弛过程的微观机械理解。通过混合量子-经典仿真和解析分析，我们揭示了声子诱导的由上极化子向下极化子松弛经历两个步骤：第一个步骤是从上极化子到下极化子的垂直带间跃迁，随后是由声子诱导的弗罗希散射在下极化子内进行的第二个步骤。我们发现，在有限厚度的材料中（包括封闭腔），声子诱导的极化子内带弗罗希散射显著抑制。我们表明，这种抑制的微观来源是由于极化子在量化方向上的空间去极化导致的声子波动同步（或自平均）。最后，我们指出，相同的声子波动同步效应在极化子松弛的各种路径中发挥核心作用，并推导出简单解析表达式，将材料的有限厚度与相应的松弛速率常数关联起来。