微腔中无序极化激元的异常动力学特性

微腔中的强光-物质相互作用引发了诸如可能克服安德森局域化的腔介导传输等有趣现象。然而，由于物质（例如分子）受到较大的能量无序影响，精确的理论处理具有挑战性。在本文中，我们发展了 Fano-Anderson 模型的格林函数解，并使用精确解析解来量化能量无序对微腔中光谱和传输特性的影响。从微观运动方程出发，我们推导出一个有效的非厄米哈密顿量，并预测了一组标度律：(i) 有效哈密顿量的复本征能量表现出一个例外点，这导致在弱无序区域出现欠阻尼的相干动力学，其中衰减率随无序度增加而增加；在强无序区域出现过阻尼的非相干动力学，其中慢衰减率随无序度增加而减小。(ii) 无序系综的总态密度可以精确地划分为腔、亮态和暗态局域态密度，这些由复本征解决定，并可通过光谱学测量。(iii) 腔介导的弛豫和传输动力学密切相关，以至于能量分辨的弛豫和传输速率与腔局域态密度成正比。无序平均的弛豫和传输速率之比等于分子数，这可以解释为量子随机游走的结果。(iv) 速率随无序度或分子密度的变化出现转折，可以用无序分布函数与腔局域态密度的重叠来解释。这些发现揭示了暗态对腔中无序系综传输特性的显著影响。