論文の概要: Theory of exciton-polariton condensation in gap-confined eigenmodes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.02281v2
• Date: Tue, 6 Jun 2023 07:41:24 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-06-07 11:59:53.442095
• Title: Theory of exciton-polariton condensation in gap-confined eigenmodes
• Title（参考訳）: ギャップ濃縮固有モードにおける励起子-偏光子凝縮の理論
• Authors: Davide Nigro and Dario Gerace
• Abstract要約: エクシトンポラリトン(Exciton-polariton)は、半導体におけるボゾン様の初等励起である。 偏光子凝縮は、ギャップに満ちた明るいモードでも起こる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Exciton-polaritons are bosonic-like elementary excitations in semiconductors, which have been recently shown to display large occupancy of topologically protected polariton bound states in the continuum in suitably engineered photonic lattices [Nature {\bf 605}, 447 (2022)], compatible with the definition of polariton condensation. However, a full theoretical description of such condensation mechanism that is based on a non equilibrium Gross-Pitaevskii formulation is still missing. Given that the latter is well known to account for polariton condensation in conventional semiconductor microcavities, here we report on its multi-mode generalization, showing that it allows to fully interpret the recent experimental findings in patterned photonic lattices, including emission characteristics and condensation thresholds. Beyond that, it is shown that the polariton condensation in these systems is actually the result of an interplay between negative mass confinement of polariton eigenstates (e.g., due to the photonic gap originated from the periodic pattern in plane) and polariton losses. We are then able to show that polariton condensation can also occur in gap-confined bright modes, i.e., coupling of QW excitons to a dark photonic mode is not necessarily required to achieve a macroscopic occupation with low population threshold.
• Abstract（参考訳）: エクシトン・ポラリトン(Exciton- polariton)は、半導体におけるボゾン様の初等励起であり、最近、連続体における位相的に保護されたポラリトン境界状態の大きい占有度が、偏光子凝縮の定義と相容れない、適切に設計されたフォトニック格子 [Nature {\bf 605}, 447 (2022)] において示されている。 しかし、非平衡グロス=ピタエフスキイの定式化に基づくそのような凝縮機構の完全な理論的記述はいまだに欠けている。 従来の半導体マイクロキャビティにおける偏光子凝縮がよく知られており,その多モード一般化について報告し,放射特性や凝縮しきい値を含むパターン付きフォトニック格子の最近の実験結果を完全に解釈できることを示した。 さらに、これらの系における偏光子凝縮は、実際には、偏光子固有状態の負の質量閉じ込め(例えば、平面の周期パターンに由来するフォトニックギャップ)と偏光子損失の間の相互作用の結果であることが示された。 偏光子凝縮はギャップ閉じ込めされた明るいモードでも起こり得ること、つまり、qw励起子とダークフォトニックモードの結合は、人口の閾値が低いマクロな占有を達成するために必ずしも必要ではないことを証明できる。

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