論文の概要: Combining density functional theory with macroscopic QED for quantum
light-matter interactions in 2D materials
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.09501v3
- Date: Mon, 31 May 2021 09:37:45 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-07 21:19:38.274005
- Title: Combining density functional theory with macroscopic QED for quantum
light-matter interactions in 2D materials
- Title（参考訳）: 密度汎関数理論とマクロqedを組み合わせた2次元材料の量子光・物質相互作用
- Authors: Mark Kamper Svendsen, Yaniv Kurman, Peter Schmidt, Frank Koppens, Ido
Kaminer, Kristian S. Thygesen
- Abstract要約: グラフェンと完全導体の間に挟まれた多層遷移金属ジアルコゲナイドのサブバンド間遷移に107ドルを要した。
我々の研究は、現実的なナノ構造材料における光物質相互作用の実践的初期的量子処理の基礎を築いた。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: A quantitative and predictive theory of quantum light-matter interactions in
ultra thin materials involves several fundamental challenges. Any realistic
model must simultaneously account for the ultra-confined plasmonic modes and
their quantization in the presence of losses, while describing the electronic
states from first principles. Herein we develop such a framework by combining
density functional theory (DFT) with macroscopic quantum electrodynamics, which
we use to show Purcell enhancements reaching $10^7$ for intersubband
transitions in few-layer transition metal dichalcogenides sandwiched between
graphene and a perfect conductor. The general validity of our methodology
allows us to put several common approximation paradigms to quantitative test,
namely the dipole-approximation, the use of 1D quantum well model wave
functions, and the Fermi's Golden rule. The analysis shows that the choice of
wave functions is of particular importance. Our work lays the foundation for
practical ab initio-based quantum treatments of light matter interactions in
realistic nanostructured materials.
- Abstract（参考訳）: 超薄膜における量子光・物質相互作用の定量的・予測理論にはいくつかの基本的な課題がある。
現実的モデルは、超密閉プラズモニックモードと損失の存在下での量子化を同時に考慮し、第一原理から電子状態を記述する必要がある。
本稿では,密度汎関数理論 (dft) と巨視的量子電磁力学を組み合わせることにより,グラフェンと完全導電体の間に挟まれた多層遷移金属ジカルコゲナイドのサブバンド間遷移に10^7$に達するパーセル拡張法を開発した。
本手法の一般的な妥当性は,双極子近似,1次元量子井戸モデル波動関数の利用,フェルミの黄金律など,いくつかの共通近似パラダイムを定量的に検証することができる。
この分析は波動関数の選択が特に重要であることを示している。
我々の研究は、現実的なナノ構造材料における光物質相互作用の実践的初期的量子処理の基礎を築いた。
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