論文の概要: Cavity Quantum Electrodynamics with Hyperbolic van der Waals Materials
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.03712v1
- Date: Mon, 9 Jan 2023 23:19:38 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-11 18:04:56.068172
- Title: Cavity Quantum Electrodynamics with Hyperbolic van der Waals Materials
- Title（参考訳）: 双曲ファンデルワールス材料を用いたキャビティ量子電磁力学
- Authors: Yuto Ashida, Atac Imamoglu, Eugene Demler
- Abstract要約: ナノメートルの六方晶窒化ホウ素層は二層グラフェンの単一電子サイクロトロン共鳴において超強結合状態に達することができることを示す。
提案したキャビティ設定は, 双曲分散を有する多種多様な誘電体材料によって実現可能である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The ground-state properties and excitation energies of a quantum emitter can
be modified in the ultrastrong coupling regime of cavity quantum
electrodynamics (QED) where the light-matter interaction strength becomes
comparable to the cavity resonance frequency. Recent studies have started to
explore the possibility to control an electronic material by embedding it in a
cavity that confines electromagnetic fields in deep subwavelength scales.
Currently, there is a strong motivation to realize ultrastrong-coupling cavity
QED in the terahertz (THz) range, since most of the elementary excitations of
quantum materials are in this frequency window. We propose and analyze an ideal
platform to achieve this aim where a two-dimensional electronic material is
encapsulated by a planar cavity consisting of ultrathin polar van der Waals
crystals. As a concrete setup, we show that nanometer-thick hexagonal boron
nitride layers allow for reaching the ultrastrong coupling regime for
single-electron cyclotron resonance in a bilayer graphene. The proposed cavity
setting can be realized by a wide variety of thin dielectric materials with
hyperbolic dispersions. Consequently, van der Waals heterostructures could
provide an ideal playground for exploring the ultrastrong-coupling physics of
cavity QED materials.
- Abstract（参考訳）: 量子エミッタの基底状態特性と励起エネルギーは、共振器共振周波数に匹敵する光-物質相互作用強度を持つ共振器量子電磁力学(QED)の超強結合状態に変化することができる。
近年,電子材料を深いサブ波長スケールの電磁界を包含する空洞に埋め込むことで制御する可能性を探究する研究が始まっている。
現在、量子物質の基本的な励起の大部分はこの周波数窓にあるため、テラヘルツ(THz)範囲で超強結合空洞QEDを実現するための強い動機がある。
超薄型極性ファンデルワールス結晶からなる平面キャビティによって2次元電子材料がカプセル化されるこの目的を達成するための理想的なプラットフォームを提案し,解析する。
具体的には、ナノメートルの六方晶窒化ホウ素層により、二層グラフェン中の単電子サイクロトロン共鳴の超強結合状態が達成できることを示した。
提案したキャビティ設定は, 双曲分散を有する多種多様な誘電体材料によって実現可能である。
したがって、ファン・デル・ワールスのヘテロ構造はキャビティQED材料の超強結合物理を探索するのに理想的な遊び場となる。
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