論文の概要: Mechanistic principles of exciton-polariton relaxation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.09068v1
- Date: Wed, 14 Jan 2026 01:44:52 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-01-15 18:59:20.216237
- Title: Mechanistic principles of exciton-polariton relaxation
- Title（参考訳）: エキシトン-ポラリトン緩和の力学原理
- Authors: Ian Haines, Arshath Manjalingal, Logan Blackham, Saeed Rahamanian Koshkaki, Arkajit Mandal,
- Abstract要約: 上方偏光子の励起から続く励起子-偏光子緩和過程の機械的理解を提供する。
我々は,同じフォノン変動同期効果が極性緩和経路において中心的な役割を果たすことを示した。
- 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: Exciton-polaritons are light-matter hybrid quasi-particles that have emerged as a flexible platform for developing quantum technologies and engineering material properties. However, the fundamental mechanistic principles that govern their dynamics and relaxation remain elusive. In this work, we provide the microscopic mechanistic understanding of the exciton-polariton relaxation process that follows from an excitation in the upper polariton. Using both mixed quantum-classical simulations and analytical analysis, we reveal that phonon-induced upper-to-lower polariton relaxation proceeds via two steps: the first step is a vertical inter-band transition from the upper to the lower polariton, which is followed by a second step that is a phonon-induced Fröhlich scattering within the lower polariton. We find that in materials of finite thickness (which include filled cavities), phonon-induced polaritonic intraband Fröhlich scattering is significantly suppressed. We show that the microscopic origin of this suppression is phonon-fluctuations synchronization (or self-averaging) due to the polaritonic spatial delocalization in the quantization direction. Finally, we show that the same phonon fluctuation-synchronization effect plays a central role across polaritonic relaxation pathways, and we derive simple analytical expressions that relate a material's finite thickness to the corresponding relaxation rate constants.
- Abstract（参考訳）: エクシトン・ポラリトン(Exciton-polariton)は、量子技術や工学的な材料特性を開発するための柔軟なプラットフォームとして出現した、軽量のハイブリッド準粒子である。
しかし、その力学と緩和を支配する基本的な力学原理はいまだ解明されていない。
本研究では,上方偏光子の励起から続く励起子-偏光子緩和過程の微視的機械的理解を提供する。
混合量子古典シミュレーションと解析解析の両方を用いて、フォノンによって誘導される上から下への偏光子緩和は、上から下への垂直なバンド間遷移である。
有限厚さ(充填キャビティを含む)の材料では、フォノン誘起偏光性バンドFröhlich散乱が著しく抑制されている。
この抑制の顕微鏡的起源は、量子化方向の分極的空間非局在化によるフォノン変動同期(あるいは自己吸収)である。
最後に、同じフォノン揺らぎ同期効果が偏光緩和経路全体において中心的な役割を果たすことを示すとともに、材料の有限厚さと対応する緩和速度定数を関連づける単純な解析式を導出する。
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