論文の概要: Exciton-polariton condensates in van der Waals magnetic microwires

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.06010v1
• Date: Fri, 06 Jun 2025 11:55:08 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-09 17:28:43.45805
• Title: Exciton-polariton condensates in van der Waals magnetic microwires
• Title（参考訳）: ファンデルワールス磁性細線のエキシトン・ポラリトン凝縮
• Authors: Heng Zhang, Niloufar Nilforoushan, Christian Weidgans, Julian Hirschmann, Imke Gronwald, Kseniia Mosina, Zdeněk Sofer, Fabian Mooshammer, Florian Dirnberger, Rupert Huber,
• Abstract要約: 反強磁性半導体CrSBrにおけるエキシトン-ポラリトン縮合を示す。 光励起下では、光学キャビティに埋め込まれたCrSBrマイクロワイヤは、偏光子凝縮の目印を示す。 以上の結果から、CrSBrマイクロワイヤは磁化可能な偏光子凝縮体を探索するための有望なプラットフォームとして注目されている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.2763726523989662
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quasiparticle condensates are among the most spectacular solid-state manifestations of quantum physics. Coupling macroscopic real-space wave functions to other degrees of freedom, such as the electron spin, could add valuable control knobs for quantum applications. While creating spin-carrying superconducting condensates has attracted enormous attention, man-made condensates of light-matter hybrids known as exciton-polaritons have lacked a comparable spin-related perspective. Here we open a new door by demonstrating exciton-polariton condensation in the antiferromagnetic semiconductor CrSBr, a van der Waals material with strongly intertwined optical and magnetic properties. Under photoexcitation, CrSBr microwires embedded in an optical cavity show the hallmarks of polariton condensation: a dramatic increase of the emission intensity from an excited laterally confined polariton state by multiple orders of magnitude, spectral narrowing of the emission line, and an intriguing continuous shift of the peak energy. Interferometry evidences an increase of spatial and temporal coherence. The conditions for efficient optical pumping suggest a crucial role of surface excitons and ultrafast polariton-magnon scattering. Our results highlight CrSBr microwires as a promising platform for exploring magnetically tunable polariton condensates, their directional propagation and their potential for spin-based quantum devices.
• Abstract（参考訳）: 準粒子凝縮体は、量子物理学の最も壮大な固体の表現の一つである。 電子スピンのような他の自由度にマクロな実空間の波動関数を結合することで、量子応用に貴重な制御ノブを与えることができる。 スピンキャリア型超伝導凝縮体を作成することは大きな注目を集めているが、エキシトン・ポーラリトンとして知られる光物質ハイブリッドの人工凝縮体は、スピン関係の観点に匹敵するものを欠いている。 ここでは反強磁性半導体CrSBrの励起子-偏光子凝縮を示すことで新しい扉を開く。 光励起下では、CrSBrマイクロワイヤが偏光子凝縮の目印を示す: 励起側方偏光子状態からの発光強度の劇的な増大、発光線のスペクトル狭化、ピークエネルギーの興味深い連続的なシフト。 干渉計は空間的および時間的コヒーレンスの増加を証明している。 効率的な光ポンピングの条件は、表面励起子と超高速偏光子-マグノン散乱の重要な役割を示唆している。 以上の結果から, CrSBrマイクロワイヤは磁歪可能な偏光子凝縮体, 方向伝播, スピンベース量子デバイスの可能性を探るための有望なプラットフォームとして注目されている。

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