論文の概要: Hot electrons and dark excitons modulate strong-coupling conditions in metal-organic optical microcavities
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.14835v2
- Date: Mon, 25 Mar 2024 10:07:00 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-27 01:45:48.949942
- Title: Hot electrons and dark excitons modulate strong-coupling conditions in metal-organic optical microcavities
- Title（参考訳）: 高温電子とダークエキシトンは金属-有機光学マイクロキャビティの強結合条件を調節する
- Authors: Pavel V. Kolesnichenko, Manuel Hertzog, Felix Hainer, Oskar Kefer, Jana Zaumseil, Tiago Buckup,
- Abstract要約: ポラリトンは、有機太陽電池、光論理ゲート、量子ビットなどの重要な応用に期待されている。
低Qマイクロキャビティでは、強いハイブリッド化光子とフレンケル励起子の分極性シグネチャが暗黒励起子とともに崩壊することが以前に見いだされた。
ここでは、有機および金属層上での分極子の非局在化により、暗い励起子と熱電子の両方に敏感であることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Polaritons are promising for important applications including organic solar cells, optical logic gates, and qubits. In low-Q microcavities, polaritonic signatures of strongly hybridized photons and Frenkel excitons were previously found to decay together with dark excitons. There remain unresolved questions regarding whether dark excitons affect the strength of exciton-photon coupling. Additionally, the contributions of dark excitons in organic layers and hot electrons in metal films to the polaritonic response are not fully understood. Here, we identified that due to delocalization of polaritons over organic and metal layers, they are sensitive to both dark excitons and hot electrons. Dark excitons modulate exciton-photon coupling strength, whereas hot-electrons imprint two-temperature dynamics onto the polaritonic response. Both organic and metal films contribute to transient Fano-like gain-loss spectra of exciton-polaritons. These and other mechanistic insights into the strong-coupling dynamics were supported by the theory of non-Hermitian Hamiltonian mechanics, axially-resolved optical simulations, global analysis of pump-probe spectra, and statistical correlation analysis. The developed methodology can be applied to other microcavity structures. Our findings are important for disentangling pure polaritonic effects from other excitations in organic and metal layers, with the ultimate aim of achieving photonic control over photophysical and photochemical processes.
- Abstract（参考訳）: ポラリトンは、有機太陽電池、光論理ゲート、量子ビットなどの重要な応用に期待されている。
低Qマイクロキャビティでは、強いハイブリッド化光子とフレンケル励起子の分極性シグネチャが暗黒励起子とともに崩壊することが以前に見いだされた。
ダークエキシトンがエキシトン-光子結合の強さに影響を及ぼすかどうかについては、未解決の疑問が残る。
さらに、有機層におけるダークエキシトンと金属膜中のホット電子の極性反応への寄与は、完全には理解されていない。
ここでは, 有機および金属層上での偏光子の非局在化により, ダークエキシトンとホット電子の両方に敏感であることが確認された。
ダークエキシトンはエキシトン-光子結合の強さを変調する一方、ホットエレクトロンは極性反応に二温度ダイナミクスを印加する。
有機膜および金属フィルムは、エクシトン-ポラリトンの一過性ファノ様ゲインロススペクトルに寄与する。
これらの強結合力学に関するその他の力学的な知見は、非エルミート・ハミルトン力学の理論、軸分解光学シミュレーション、ポンプ-プローブスペクトルの大域的解析、統計的相関解析によって支持された。
開発手法は他のマイクロキャビティ構造にも適用できる。
本研究は, 光物理・光化学プロセスにおける光制御の究極的目的として, 有機および金属層における他の励起物質からの純極性効果を阻害するために重要である。
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