論文の概要: Symmetry-Controlled Ultrastrong Phonon-Photon Coupling in a Terahertz Cavity

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.16285v1
• Date: Thu, 20 Nov 2025 12:06:33 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-21 17:08:52.603497
• Title: Symmetry-Controlled Ultrastrong Phonon-Photon Coupling in a Terahertz Cavity
• Title（参考訳）: テラヘルツキャビティにおける対称性制御された超強光子カップリング
• Authors: Dasom Kim, Maxime Dherbécourt, Sae R. Endo, Geon Lee, Ayush Agrawal, Sunghwan Kim, Wen-Hua Wu, Aditya D. Mohite, Minah Seo, David Hagenmüller, Junichiro Kono,
• Abstract要約: ハロゲン化鉛ペロブスカイト中の対称性変化構造相転移を用いて、フォノン-光子結合強度を可逆的に調整する。 ナノスロットキャビティに埋め込まれたMAPbI3のテラヘルツ時間領域分光により、臨界温度 Tc = 162.5K より上の3つの分極子の枝が明らかになった。 その結果、光キャビティにおけるフォノン工学による超強結合の対称性制御のチューニングが示された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.834840560116257
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Optical cavities provide a powerful means to engineer light-matter hybrid states by coupling confined electromagnetic fields with matter excitations. Achieving in situ control of the coupling strength is essential for investigating how such hybridization evolves with the coupling strength. In this work, we use a symmetry-changing structural phase transition in lead halide perovskites to reversibly tune the phonon-photon coupling strength, leveraging the fact that their phonon frequencies and oscillator strengths are dictated by lattice symmetry. Terahertz time-domain spectroscopy of MAPbI3 embedded in nanoslot cavities reveals three polariton branches above the critical temperature Tc = 162.5 K, and the emergence of an additional branch below Tc, activated by a new phonon mode in the low-temperature phase. The full dispersion is accurately reproduced using a multimode Hopfield model, confirming that all normalized coupling strengths remain in the ultrastrong coupling regime. These results demonstrate symmetry-controlled tuning of ultrastrong coupling via phonon engineering in optical cavities.
• Abstract（参考訳）: 光キャビティは、閉じ込められた電磁場と物質励起を結合させることにより、光物質ハイブリッド状態を構築する強力な手段を提供する。 このようなハイブリダイゼーションが結合強度とともにどのように進化するかを調べるためには,カップリング強度のその場制御が不可欠である。 本研究は, 鉛ハロゲン化ペロブスカイト中の対称性変化構造相転移を用いて, フォノン-光子結合強度を可逆的に調整し, それらのフォノン周波数と振動子強度が格子対称性によって予測されるという事実を活用する。 ナノスロットキャビティに埋め込まれたMAPbI3のテラヘルツ時間領域分光では、臨界温度Tc = 162.5Kの上の3つの偏光子分岐と、低温における新しいフォノンモードによって活性化される追加のTcの下への分岐が明らかになった。 完全分散は多モードホップフィールドモデルを用いて正確に再現され、すべての正規化結合強度が超強結合状態にあることを確認した。 これらの結果は、光キャビティにおけるフォノン工学による超強結合の対称性制御のチューニングを示す。

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