論文の概要: Giant Purcell broadening and Lamb shift for DNA-assembled near-infrared quantum emitters
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.19513v1
- Date: Sun, 28 Jul 2024 15:35:04 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-30 17:52:40.880045
- Title: Giant Purcell broadening and Lamb shift for DNA-assembled near-infrared quantum emitters
- Title（参考訳）: DNA組立近赤外量子エミッタの巨大パーセル拡張とラムシフト
- Authors: Sachin Verlekar, Maria Sanz-Paz, Mario Zapata-Herrera, Mauricio Pilo-Pais, Karol Kolataj, Ruben Esteban, Javier Aizpurua, Guillermo Acuna, Christophe Galland,
- Abstract要約: プラズモンモードの工学は、ゼロフォノン線から遠く離れた空洞を媒介する蛍光を可能にする。
将来的には、このアプローチは赤外波長で効率的な量子エミッタを設計することも可能になるかもしれない。
- 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: Controlling the light emitted by individual molecules is instrumental to a number of novel nanotechnologies ranging from super-resolution bio-imaging and molecular sensing to quantum nanophotonics. Molecular emission can be tailored by modifying the local photonic environment, for example by precisely placing a single molecule inside a plasmonic nanocavity with the help of DNA origami. Here, using this scalable approach, we show that commercial fluorophores experience giant Purcell factors and Lamb shifts, reaching values on par with those recently reported in scanning tip experiments. Engineering of plasmonic modes enables cavity-mediated fluorescence far detuned from the zero-phonon-line (ZPL) - at detunings that are up to two orders of magnitude larger than the fluorescence linewidth of the bare emitter and reach into the near-infrared. Our results evidence a regime where the emission linewidth is dominated by the excited state lifetime, as required for indistinguishable photon emission, baring relevance to the development of nanoscale, ultrafast quantum light sources and to the quest toward single-molecule cavity-QED. In the future, this approach may also allow to design efficient quantum emitters at infrared wavelengths, where standard organic sources have a reduced performance.
- Abstract（参考訳）: 個々の分子によって放出される光を制御することは、超高分解能バイオイメージングや分子センシングから量子ナノフォトニクスまで、多くの新しいナノ技術に寄与する。
例えば、DNA折り紙の助けを借りてプラズモンナノキャビティ内に単一の分子を正確に配置することで、局所的なフォトニック環境を変更することで分子放出を調整できる。
ここでは、このスケーラブルなアプローチを用いて、市販のフルオロフォアが巨大なPurcell因子とLambシフトを経験し、最近スキャニングチップ実験で報告された値に匹敵する値に達したことを示す。
プラズモニックモードの工学により、ゼロフォノンライン(ZPL)から遠く離れたキャビティ媒介の蛍光が、素発光器の蛍光線幅より2桁も大きく、近赤外線に届くように調整できる。
本研究は,光子放射の不明瞭化,ナノスケール超高速量子光源の発達,単一分子キャビティ-QEDへの探求などにおいて,発光線幅が励起状態寿命に支配される状況を示すものである。
将来的には、標準有機源の性能が低下する赤外線波長で効率的な量子エミッタを設計できるかもしれない。
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