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强耦合分子系统中极化子的热化速率

量子物理 2024-03-08 v2 量子气体

摘要

极化子热化是实现光-物质玻色-爱因斯坦凝聚的关键过程,其范围涵盖低温下的固态半导体微腔到室温下含分子的表面等离激元纳米腔。源于极化子态的物质组分,热化的微观机制与特定材料性质紧密相关。本工作中,我们研究强耦合分子系统中的极化子热化。我们发展了通过电子-声子相互作用(即激子-振动耦合)与低能分子振动实现极化子热化的微观理论。该理论提出了一种简单的解析方法,利用裸分子实验可获取的光谱性质(如斯托克斯位移和温度依赖的光致发光线宽)结合已知光学腔参数,计算温度依赖的极化子热化速率。我们的发现与近期关于基态和激发态非平衡极化子凝聚的实验报道在定性上一致,并解释了低温下观察到的热化瓶颈效应。本研究展示了振动自由度在极化子凝聚中的重要性,并为未来实验(包括合适材料体系与腔体设计的选择)提供了实用指导。

关键词

引用

@article{arxiv.2311.09896,
  title  = {Thermalization rate of polaritons in strongly-coupled molecular systems},
  author = {Evgeny A. Tereshchenkov and Ivan V. Panyukov and M. Misko and Vladislav Yu. Shishkov and Evgeny S. Andrianov and Anton V. Zasedatelev},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2311.09896},
  year   = {2024}
}