Forøgelse af polaritonisk ikke-linearitet med en mekanisme til at skabe polaron-polaritoner

Et team af forskere fra Institute for Quantum Electronics, ETH Zürich, Max Planck Institute of Quantum Optics og München Center for Quantum Science and Technology har fundet en måde at øge polaritonisk ikke-linearitet. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Fysisk gennemgang X , gruppen beskriver opbygningen af ​​en mekanisme til at skabe polaron-polaritoner, hvilket førte til et løft i polaritonisk ikke-linearitet.

Mens videnskabsmænd fortsætter deres søgen efter at skabe virkelig nyttige kvantecomputere, de har fundet behovet for ikke-lineære effekter i optiske informationsplatforme. Sådanne effekter kunne bruges af informationsbærende fotoner, når de interagerer for at udføre opgaver såsom farveændring og inducering af sammenfiltring. Imidlertid, en sådan indsats er hidtil udeblevet på grund af ineffektivitet. I denne nye indsats, forskerne har skabt en mekanisme, der giver mulighed for at booste et mediums ikke-linearitet.

Arbejdet involverede at skabe en polariton ved at koble en foton, der var tæt bundet til en exciton på en base af molybdændiselenid. Forskerne injicerede derefter elektroner, der blev tiltrukket af polaritonerne. Denne tiltrækning førte til en elektrontæthed med en top, der var nær polaritonen og faldt i en cirkulær ring omkring den. Resultatet var en kvasipartikel, der kombinerede polaritonen med de omfordelte elektroner - en polaron-polariton. De bemærkede, at polaron-polaritonerne var meget større end en polariton, hvilket fik polaronerne til at interagere på længere afstande - og det førte til en 50-fold stigning i optisk ikke-linearitet.

Forskerne testede deres mekanisme ved at observere brydningsindekset for lysintensiteten og bemærke skift af polaron-polariton-forstærkninger. De viste også, at polaron-polaritonerne kunne forstærkes ved hjælp af stimulerede emissioner. De anerkender, at de ikke-linearitetsforøg, de opnåede, ikke er tilstrækkelige til brug i kvanteapplikationer, men bemærk, at større boosts kan ses ved at bruge en base med højere iboende ikke-linearitet. De foreslår endvidere, at deres ideer kan føre til nye forskningsmuligheder på nogle områder, såsom dem, der bruger mange sammenfiltrede fotoner, der opfører sig på måder, der minder om en kvantevæske. De bemærker også, at dele af deres arbejde også kan være nyttige i søgen efter bevis for nogen.

© 2020 Science X Network