論文の概要: Thermalization rate of polaritons in strongly-coupled molecular systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.09896v1
- Date: Thu, 16 Nov 2023 13:46:15 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-17 14:08:08.682069
- Title: Thermalization rate of polaritons in strongly-coupled molecular systems
- Title（参考訳）: 強結合分子系における分極子の加熱速度
- Authors: Evgeny A. Tereshchenkov, Ivan V. Panyukov, Vladislav Yu. Shishkov,
Evgeny S. Andrianov and Anton V. Zasedatelev
- Abstract要約: ポラリトン熱化は光物質ボース-アインシュタイン凝縮を達成するための重要な過程である。
我々は、強結合分子系における偏光子熱化に対処する理論を開発する。
本研究は非平衡偏光子凝縮に関する最近の実験報告と顕著な一致を示した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Polariton thermalization is a key process in achieving light-matter
Bose--Einstein condensation, spanning from solid-state semiconductor
microcavities at cryogenic temperatures to surface plasmon nanocavities with
molecules at room temperature. Originated from the matter component of
polariton states, the microscopic mechanisms of thermalization are closely tied
to specific material properties. In this work, we investigate polariton
thermalization in strongly-coupled molecular systems. We developed a
microscopic theory addressing polariton thermalization through electron-phonon
interactions (known as vibronic coupling) with low-energy molecular vibrations.
This theory presents a simple analytical method to calculate the
temperature-dependent polariton thermalization rate, utilizing experimentally
accessible spectral properties of bare molecules, such as the Stokes shift and
temperature-dependent linewidth of photoluminescence, in conjunction with
well-known parameters of optical cavities. Our findings demonstrate remarkable
agreement with recent experimental reports of nonequilibrium polariton
condensation in both ground and excited states, and explain the thermalization
bottleneck effect observed at low temperatures. This study showcases the
significance of vibrational degrees of freedom in polariton condensation and
offers practical guidance for future experiments, including the selection of
suitable material systems and cavity designs.
- Abstract（参考訳）: ポラリトン熱化は、低温の固体半導体マイクロキャビティから室温の分子による表面プラズモンナノキャビティまで、光物質ボース-アインシュタイン凝縮を達成するための重要なプロセスである。
偏光子状態の物質成分に由来する、熱化の顕微鏡機構は特定の材料特性と密接に結びついている。
本研究では, 強結合分子系の偏光子熱化について検討する。
電子-フォノン相互作用(ビブロニックカップリング)と低エネルギー分子振動による偏光子熱化に対処する顕微鏡理論を開発した。
本理論は、ストークスシフトやフォトルミネッセンスの温度依存性線幅などの素分子の実験的にアクセス可能なスペクトル特性と、よく知られた光学キャビティのパラメータを併用して、温度依存偏光子熱速度を計算する簡単な解析方法を提案する。
本研究は, 地中および励起状態の非平衡偏光子凝縮に関する最近の実験報告と顕著な一致を示し, 低温で観測された熱化ボトルネック効果を説明する。
本研究は、偏光子凝縮における振動自由度の重要性を示し、適切な材料システムとキャビティ設計の選択を含む将来の実験に実用的なガイダンスを提供する。
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