論文の概要: Cavity-induced exciton localisation and polariton blockade in
two-dimensional semiconductors coupled to an electromagnetic resonator
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.14484v3
- Date: Tue, 22 Feb 2022 07:55:35 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-06 19:20:21.342797
- Title: Cavity-induced exciton localisation and polariton blockade in
two-dimensional semiconductors coupled to an electromagnetic resonator
- Title（参考訳）: 電磁共振器に結合した2次元半導体におけるキャビティ誘起励起子局在と偏光子遮断
- Authors: E. V. Denning, M. Wubs, N. Stenger, J. Mork and P. T. Kristensen
- Abstract要約: 最近の実験では、電磁ナノ共振器と2次元半導体のプリステインシートとの強い光-物質結合が示されている。
本稿では、無限シートの2次元材料と局所電磁共振器における励起子間の相互作用に関する第1原理の量子理論を提案する。
遷移金属ジアルコゲナイドに結合したナノ共振器では,非線形励起子-励起子相互作用による偏光子遮断が届きにくいと予測した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Recent experiments have demonstrated strong light-matter coupling between
electromagnetic nanoresonators and pristine sheets of two-dimensional
semiconductors, and it has been speculated whether these systems can enter the
quantum regime operating at the few-polariton level. To address this question,
we present a first-principles microscopic quantum theory for the interaction
between excitons in an infinite sheet of two-dimensional material and a
localised electromagnetic resonator. We find that the light-matter interaction
breaks the symmetry of the otherwise translation-invariant system and thereby
effectively generates a localised exciton mode, which is coupled to an
environment of residual exciton modes. This dissipative coupling increases with
tighter lateral confinement, and our analysis reveals this to be a potential
challenge in realising nonlinear exciton-exciton interaction. Nonetheless, we
predict that polariton blockade due to nonlinear exciton-exciton interactions
is well within reach for nanoresonators coupled to transition-metal
dichalcogenides, provided that the lateral resonator mode confinement can be
sufficiently small that the nonlinearity overcomes the polariton dephasing
caused by phonon interactions.
- Abstract（参考訳）: 最近の実験では、電磁ナノ共振器と2次元半導体のプリスチンシートの強い光・物質結合が示されており、これらの系が最小ポラリトンレベルで動作している量子状態に入ることができるかどうかが推測されている。
この問題に対処するために、無限シートの2次元材料と局所電磁共振器における励起子間の相互作用に関する第1原理の量子理論を提案する。
本研究では,光・物質相互作用が変換不変系の対称性を損なうことを見出し,残余励起子モードの環境と結合した局所励起励起子モードを効果的に生成する。
この散逸結合はより強固な側方閉じ込めによって増大し, 非線形励起子-励起子相互作用を実現する上での課題となる。
しかしながら, 非線形励起子相互作用による偏光子遮断は遷移金属ジアルコゲナイドに結合したナノ共振器の到達範囲が広く, 外部共振器モードの閉じ込めは十分に小さく, 非線形性はフォノン相互作用による偏光子劣化を克服する。
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