論文の概要: Optical dressing of the electronic response of two-dimensional
semiconductors in quantum and classical descriptions of cavity
electrodynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.06370v2
- Date: Fri, 10 Dec 2021 13:42:41 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-26 23:43:20.487953
- Title: Optical dressing of the electronic response of two-dimensional
semiconductors in quantum and classical descriptions of cavity
electrodynamics
- Title（参考訳）: キャビティ電気力学の量子および古典的記述における二次元半導体の電子応答の光ドレッシング
- Authors: Ivan Amelio, Lukas Korosec, Iacopo Carusotto and Giacomo Mazza
- Abstract要約: 光キャビティに埋め込まれた材料における真空光-物質相互作用の量子効果について検討する。
電子-光子相互作用の図解展開を用いて、光-物質混成のシグネチャを記述する。
強い結合にもかかわらず、量子補正は無視できる限り小さく、空洞閉じ込めに弱いことが示される。
- 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: We study quantum effects of the vacuum light-matter interaction in materials
embedded in optical cavities. We focus on the electronic response of a
two-dimensional semiconductor placed inside a planar cavity. By using a
diagrammatic expansion of the electron-photon interaction, we describe
signatures of light-matter hybridization characterized by large asymmetric
shifts of the spectral weight at resonant frequencies. We follow the evolution
of the light-dressing from the cavity to the free-space limit. In the cavity
limit, light-matter hybridization results in a modification of the optical gap
with sizeable spectral weight appearing below the bare gap edge. In the limit
of large cavities, we find a residual redistribution of spectral weight which
becomes independent of the distance between the two mirrors. We show that the
photon dressing of the electronic response can be fully explained by using a
classical description of light. The classical description is found to hold up
to a strong coupling regime of the light-matter interaction highlighted by the
large modification of the photon spectra with respect to the empty cavity. We
show that, despite the strong coupling, quantum corrections are negligibly
small and weakly dependent on the cavity confinement. As a consequence, in
contrast to the optical gap, the single particle electronic band gap is not
sensibly modified by the strong-coupling. Our results show that quantum
corrections are dominated by off-resonant photon modes at high energy. As such,
cavity confinement can hardly be seen as a knob to control the quantum effects
of the light-matter interaction in vacuum.
- Abstract（参考訳）: 光キャビティに埋め込まれた材料における真空光-物質相互作用の量子効果について検討する。
平面空洞内に配置した2次元半導体の電子応答に着目した。
電子-光子相互作用の図式展開を用いて、共鳴周波数におけるスペクトル重みの大きな非対称シフトを特徴とする光-物質ハイブリダイゼーションのシグネチャを記述する。
我々は空洞から自由空間限界への光の装飾の進化に従う。
キャビティ限界では、光と光のハイブリッド化により、裸の隙間縁の下に現れるスペクトル重量の大きい光学ギャップが修正される。
大空洞の限界では、2つの鏡の間の距離に依存しないスペクトル重みの残留再分配が見つかる。
電子応答の光子ドレッシングは,光の古典的記述を用いて完全に説明できることを示す。
古典的な記述は、空の空洞に対する光子スペクトルの大きな修正によって強調される光-物質相互作用の強い結合状態に支えられる。
強い結合にもかかわらず、量子補正は無視できる限り小さく、空洞閉じ込めに弱いことが示される。
その結果、光学ギャップとは対照的に、単一粒子電子バンドギャップは強カップリングによってセンブルに修正されない。
その結果、量子補正は高エネルギーでのオフ共振光子モードに支配されていることがわかった。
そのため、空洞閉じ込めは真空中での光-物質相互作用の量子効果を制御するノブとしてはほとんど見ることができない。
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