論文の概要: Collective single-photon emission and energy transfer in thin-layer dielectric and plasmonic systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.16000v1
• Date: Fri, 20 Dec 2024 15:51:16 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-23 19:50:56.095364
• Title: Collective single-photon emission and energy transfer in thin-layer dielectric and plasmonic systems
• Title（参考訳）: 薄膜誘電体およびプラズモン系における一光子放射とエネルギー移動
• Authors: Mads A. Jørgensen, Devashish Pandey, Ehsan Amooghorban, Sanshui Xiao, Nicolas Stenger, Martijn Wubs,
• Abstract要約: 我々は、ヘキサゴナル窒化ホウ素(hBN)のような薄い高次元誘電体層に埋め込まれた複数の量子エミッタの集合光子崩壊を研究する。 我々はまず、表面プラズモンモードを含む誘導モードが同一の単一光子エミッタ(スーパーおよびサブラジアンス)の集合崩壊に果たす重要な役割を探求する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: We study the collective photon decay of multiple quantum emitters embedded in a thin high-index dielectric layer such as hexagonal boron nitride (hBN), with and without a metal substrate. We first explore the significant role that guided modes including surface plasmon modes play in the collective decay of identical singlephoton emitters (super- and subradiance). Surprisingly, on distances relevant for collective emission, the guided or surface-plasmon modes do not always enhance the collective emission. We identify configurations with inhibition, and others with enhancement of the dipole interaction due to the guided modes. We interpret our results in terms of local and cross densities of optical states. In the same structure, we show a remarkably favorable configuration for enhanced F\"orster resonance energy transfer between a donor and acceptor in the dielectric layer on a metallic substrate. We compare our results to theoretical limits for energy transfer efficiency.
• Abstract（参考訳）: ヘキサゴナル窒化ホウ素 (hBN) などの薄い高次元誘電体層に金属基板を介さずに埋め込まれた複数の量子エミッタの集合光子崩壊について検討した。 まず、表面プラズモンモードを含む誘導モードが、同一の単一光子エミッタ(スーパーおよびサブラジアンス)の集合崩壊に果たす重要な役割を探求する。 驚くべきことに、集団放出に関連する距離において、誘導または表面プラズモンモードは必ずしも集団放出を促進するとは限らない。 また, 誘導モードによる双極子相互作用の増強等により, 阻害を伴う構成を同定した。 我々は、光学状態の局所的および横断的密度の観点から、その結果を解釈する。 同じ構造で、金属基板上の誘電体層におけるドナーとアクセプターとの間のF\"オルスター共鳴エネルギー伝達を増強するための極めて良好な構成を示す。 我々は,エネルギー伝達効率の理論的限界と比較した。

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