論文の概要: Phonon-Enabled Collective Strong Coupling of Color Centers in a Plasmonic Cavity
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.09716v1
- Date: Wed, 07 Oct 2026 09:11:17 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-08 21:58:22.819652
- Title: Phonon-Enabled Collective Strong Coupling of Color Centers in a Plasmonic Cavity
- Title（参考訳）: プラズモニックキャビティにおける色中心のフォノン許容集束強結合
- Abstract要約: 六方晶窒化ホウ素(hBN)の量子放出体は固体量子フォトニクスの構成要素として期待されている。
室温で同じプラズモンAu空洞に結合したhBN量子エミッタ間の空洞媒介相互作用を実証した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5833117322405447
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum emitters in hexagonal boron nitride (hBN) are promising building blocks for solid-state quantum photonics because of their bright room-temperature emission. These emitters strongly interact with lattice vibrations, which partially underpins their excitation efficiency. Here, using complementary cathodoluminescence (CL) and photoluminescence (PL) spectroscopy, we demonstrate cavity-mediated interactions between hBN quantum emitters coupled to the same plasmonic Au void cavity at the room temperature. Cathodoluminescence measurements reveal that a vibronic transition of the 443 nm emitter hybridizes with the cavity mode, giving rise to a spectrally resolved splitting, while the neighboring 537 nm emitter remains in the weak-coupling regime despite spectral overlap. The energy split of the CL peak is at the order of 36.2 meV, whereas the PL-resolved peak is approximately 24.1 meV, which is due to the collective excitations of multiple emitters per electron excitation and their mutual interactions. Maxwell-Bloch simulations reproduce the experimental spectra and identify the observed splitting as the result of cavity-induced hybridization. Excitation-dependent PL further shows that the hybridized state can be accessed through phonon-assisted excitations below the zero-phonon transition. These results demonstrate that vibronic transitions provide an effective pathway for controlling interactions between multiple quantum emitters in hybrid plasmonic nanophotonic systems.
- Abstract（参考訳）: 六方晶窒化ホウ素(hBN)の量子放出体は、室温発光が明るいため、固体量子フォトニクスの構成要素を約束している。
これらのエミッタは格子振動と強く相互作用し、これは部分的に励起効率を支えている。
ここでは、相補的なカソードルミネッセンス (CL) と光ルミネッセンス (PL) 分光法を用いて、室温で同じプラズモンAu空洞に結合したhBN量子エミッタ間の空洞媒介相互作用を実証する。
カソードルミネッセンス測定により、43nmエミッタのビブロニック遷移がキャビティモードとハイブリダイゼーションし、スペクトル的に分解された分裂を引き起こし、隣の537nmエミッタはスペクトル重なりにもかかわらず弱いカップリング状態のままであることがわかった。
CLピークのエネルギー分割は36.2 meVであるが、PL解決ピークは約24.1 meVであり、これは電子励起当たりの複数のエミッタの集合励起と相互相互作用によるものである。
Maxwell-Blochシミュレーションは実験スペクトルを再現し、観測された分裂をキャビティ誘起ハイブリッド化の結果として同定する。
励起依存性PLは、ゼロフォノン転移の下にあるフォノンアシスト励起を通して、ハイブリダイド状態にアクセス可能であることを示す。
これらの結果は、ビブロニック遷移が、ハイブリッドプラズモンナノフォトニクス系における複数の量子エミッタ間の相互作用を制御する効果的な経路を提供することを示した。
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