論文の概要: Dynamic control of dipole decay rate via graphene plexcitons

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.19396v1
• Date: Wed, 22 Oct 2025 09:15:49 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-25 03:08:15.517032
• Title: Dynamic control of dipole decay rate via graphene plexcitons
• Title（参考訳）: グラフェンプレキシトンによる双極子崩壊速度の動的制御
• Authors: Hira Asif, Taner Tarik Aytas, Ramazan Sahin,
• Abstract要約: 強い結合状態における可変プレクシトニックモードを利用してダイポールの崩壊速度の動的変調を示す。 プレクシトニックピークは、非共鳴カップリングにおいても、素のグラフェンプラズモンとは対照的に、よりシャープな直線幅を示す。 提案手法は,プログラム可能なエミッション制御のための汎用プラットフォームを実証し,再構成可能な量子フォトニクスデバイスを開発するための有望な経路を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.8925617030516928
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Active control of the radiative properties of quantum emitters through engineered light-matter interactions is a key challenge in nanophotonics and quantum optics. In this work, we demonstrate dynamic modulation of dipole's decay rate by exploiting the tunable plexcitonic modes (graphene plasmons and QD-excitons) in the strong coupling regime. By integrating a quantum dot inside a graphene spherical shell and tuning the local optical response of hybrid modes via voltage-bias, we achieve continuous and reversible control over the decay rate, leading to significant enhancement or suppression of dipole emission from near- to far-infrared regime. Furthermore, the plexcitonic peaks shows much sharper linewidths in contrast to bare graphene plasmons even in the off-resonant coupling which indicates higher sensitivity of the systems at tuned wavelengths. We demonstrate the phenomenon with the numerical solution of 3D Maxwell's equations using MNPBEM tool. Our approach demonstrate a versatile platform for programmable emission control and offer a promising pathway for developing reconfigurable quantum photonic devices, such as tunable single-photon sources and ultrafast optical switches.
• Abstract（参考訳）: ナノフォトニクスや量子光学において、エンジニアリングされた光-物質相互作用による量子放出体の放射特性の能動的制御が重要な課題である。 本研究は, 強い結合状態における可変プレクシトンモード(グラフェンプラズモンおよびQD-エクシトン)を活用することにより, ダイポールの崩壊速度の動的変調を示す。 グラフェン球殻内に量子ドットを集積し、電圧バイアスを介してハイブリッドモードの局所光学応答を調整することにより、崩壊率を連続的に可逆的に制御し、近赤外状態から遠赤外線状態への双極子放出の顕著な増大または抑制をもたらす。 さらに、プレクシトニックピークは、波長調整された系の感度が高い非共鳴カップリングにおいても、裸のグラフェンプラズモンと対照的に、よりシャープな直線幅を示す。 MNPBEMツールを用いて3次元マクスウェル方程式の数値解を用いてこの現象を実証する。 提案手法は,プログラム可能な発光制御のための汎用プラットフォームを実証し,チューニング可能な単一光子源や超高速光スイッチなどの再構成可能な量子フォトニックデバイスを開発するための有望な経路を提供する。

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