論文の概要: Room temperature single-photon superfluorescence from a single epitaxial
cuboid nano-heterostructure
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.06452v1
- Date: Tue, 13 Apr 2021 18:52:30 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-03 23:24:40.893636
- Title: Room temperature single-photon superfluorescence from a single epitaxial
cuboid nano-heterostructure
- Title（参考訳）: 単一エピタキシャル立方体ナノヘテロ構造からの室温単一光子超蛍光
- Authors: John P. Philbin, Joseph Kelly, Lintao Peng, Igor Coropceanu, Abhijit
Hazarika, Dmitri V. Talapin, Eran Rabani, Xuedan Ma, and Prineha Narang
- Abstract要約: 単一光子超放射は、同じ放射子の集まりが、放射する光の波長よりもはるかに小さい距離で空間的に分離されたときに現れる。
ヘテロ構造ナノ立方体の表面は個々の準2次元ナノプラネタレットを模倣し,室温での超放射能現象を実現するために必要な頑健なエミッタとして機能することを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Single-photon superradiance can emerge when a collection of identical
emitters are spatially separated by distances much less than the wavelength of
the light they emit, and is characterized by the formation of a superradiant
state that spontaneously emits light with a rate that scales linearly with the
number of emitters. This collective phenomena has only been demonstrated in a
few nanomaterial systems, all requiring temperatures below 10K. Here, we
rationally design a single colloidal nanomaterial that hosts multiple (nearly)
identical emitters that are impervious to the fluctuations which typically
inhibit room temperature superradiance in other systems such as molecular
aggregates. Specifically, by combining molecular dynamics, atomistic electronic
structure calculations, and model Hamiltonian methods, we show that the faces
of a heterostructure nanocuboid mimic individual quasi-2D nanoplatelets and can
serve as the robust emitters required to realize superradiant phenomena at room
temperature. Leveraging layer-by-layer colloidal growth techniques to
synthesize a nanocuboid, we demonstrate single-photon superfluorescence via
single-particle time-resolved photoluminescence measurements at room
temperature. This robust observation of both superradiant and subradiant states
in single nanocuboids opens the door to ultrafast single-photon emitters and
provides an avenue to entangled multi-photon states via superradiant cascades.
- Abstract（参考訳）: 単一光子超放射能は、同一のエミッタの集まりが放射する光の波長よりもはるかに小さい距離で空間的に分離されたときに出現し、エミッタの数と線形にスケールする速度で自然に発光する超放射状態の形成によって特徴づけられる。
この集合現象は、いくつかのナノマテリアルシステムでのみ実証されており、全て10K以下の温度を必要とする。
ここでは、分子集合体などの他の系の室温過放射を阻害するゆらぎに支障をきたす複数の(ほぼ)同一のエミッタをホストする単一のコロイドナノマテリアルを合理的に設計する。
具体的には、分子動力学、原子論的電子構造計算、およびモデルハミルトニアン法を組み合わせることで、ヘテロ構造ナノキューブイドの顔が個々の準2dナノプレートを模倣し、室温で超ラジアント現象を実現するのに必要なロバストなエミッタとして機能することを示す。
ナノキューボイドの合成に層別コロイド成長技術を活用することで,単粒子時間分解光ルミネッセンス測定による単光子超蛍光を室温で実証する。
単一ナノクボイドにおける超光子状態と亜光子状態の堅牢な観察は、超高速の単一光子放出体への扉を開き、超光子カスケードを介して絡み合った多光子状態への道を提供する。
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