完整作者列表: Oliver, Sean;乔治梅森大学,物理和天文系;乔治梅森大学,量子材料中心 Fox, Joshua;宾夕法尼亚州立大学,电子材料与设备系,应用研究实验室;宾夕法尼亚州立大学,二维晶体联盟,材料研究所 Hashemi, Arsalan;阿尔托大学,应用物理系 Singh, Akshay;麻省理工学院,材料科学与工程系;印度科学研究所,物理系 Cavalero, Randal;宾夕法尼亚州立大学,电子材料与设备系,应用研究实验室;宾夕法尼亚州立大学,二维晶体联盟,材料研究所 Yee, Sam;乔治梅森大学,物理和天文系;乔治梅森大学,量子材料中心 Snyder, David;宾夕法尼亚州立大学,电子材料与设备系,应用研究实验室;宾夕法尼亚州立大学,二维晶体联盟,材料研究所 Jaramillo, Rafael;麻省理工学院,材料科学与工程系 Komsa, Hannu-Pekka;Aalto-yliopisto,应用物理系;奥卢大学,微电子研究部 Vora, Patrick;乔治梅森大学,物理与天文系;乔治梅森大学,量子材料中心
1 里昂大学,克劳德·贝尔纳里昂第一大学,法国国家科研中心,Institut Lumi`ere Mati`ere,F-69622,里昂,法国 2 纳米科学与纳米技术中心,法国国家科研中心,巴黎第十一大学,巴黎萨克雷大学,91120 Palaiseau,法国 3 巴黎萨克雷大学,ENS Paris-Saclay,CentraleSup´elec,CNRS,LuMIn,UMR9024,Gif-sur-Yvette 91190,法国 4 纽约城市学院物理系,纽约,纽约州,美国 5 纽约城市大学物理系,研究生中心,纽约,纽约州,美国 6 里昂大学,里昂中央理工学院,里昂国立应用科学学院,克劳德·贝尔纳里昂第一大学,CPE Lyon, CNRS,INL,UMR5270,Ecully 69130,法国 7 圣安德鲁斯大学物理与天文学院,圣安德鲁斯,KY16 9SS,英国 8 图卢兹大学,INSA-CNRS-UPS,LPCNO,135 Av. Rangueil,31077 图卢兹,法国(日期:2025 年 1 月 13 日)
摘要:激子极化子代表了一种有前途的平台,它结合了光子和电子系统的优势,可用于未来的光电设备。然而,由于制造方法成本高、复杂,与为微电子开发的成熟 CMOS 技术不兼容,因此它们的应用目前仅限于实验室研究。在这项工作中,我们开发了一种创新、低成本且与 CMOS 兼容的方法来制造大表面极化子设备。这是通过热纳米压印直接图案化卤化物钙钛矿薄膜来实现的。结果,我们在室温下观察到厘米级上质量因子 Q ≈ 300 的高度均匀的极化子模式。令人印象深刻的是,该工艺提供了高可重复性和保真度,因为同一个模具可以重复使用 10 次以上,以将钙钛矿层压印在不同类型的基板上。我们的研究结果可以为生产在室温下运行的低成本集成极化子设备铺平道路。
隧道光谱已在2D材料的范围内广泛使用,以探索电子 - phonon耦合(自然物理学4,627,2008),以解决电子缺陷状态(Commun Phys 1,94,2018),并调查了共鸣式隧道(Nature Nanotech tunneling(Nature Nanotech 9,808,808,2014,2014,2014年)。此外,在半导体异质结构的传输测量中也观察到了激子(J. Appl。物理。81,6221,1997)。在所有这些研究中,相关状态都被电荷注入激发。另一方面,在我们的工作中,TMD坐在电路外,没有电荷载体注入TMD。
近年来,对计算资源的需求巨大,这导致人们投入大量精力从理论上简化复杂问题,并开发各种技术平台来解决特定类别的难题。激子极化子似乎是一种非常有前途的物理系统,是这种技术进步的完美基础。主要研究工作集中在描述高复杂性计算问题与物理系统状态之间的对应关系。结果表明,使用激子极化子,可以实现具有非平凡相配置的 𝑘 -局部哈密顿量,其中 𝑘> 2。除此之外,新贡献在于引入了复杂的耦合切换方法,提供了一种显著提高使用激子极化子平台解决优化问题的成功概率的方法,并且适用于一般的增益耗散模拟器。从算法的角度来看,可以将该方法用作传统计算机架构上的一种有用的启发式方法。此外,还考虑了不同计算任务之间的现有对应关系,并提出了将任意计算任务编码/解码到光学/光子硬件中的方法。考虑了最通用和最复杂的机器学习方法,并考虑了潜在的架构映射。结果表明,使用非线性自旋簇,可以近似预定的架构,累积误差很小,突破了可用计算的极限。这种新的替代方法允许人们在许多凝聚态系统上直接实现神经网络算法,具有各种优点,例如减少了实现更传统的神经网络实现方法所需的额外变量的开销。由于激子极化子具有有前途和诱人的特性,并且具有前瞻性技术,因此除了现有的应用外,还开展了潜在应用的研究,重点是周期性结构及其分析描述。通过强调分析形式,引入的方法可以确定凝聚态的速度分布如何随参数(例如捕获和耗散电位)而变化,从而避免大量计算。建立了行为和相图,为超快信息处理和模拟模拟器的可控激光或极化子流开辟了道路。总而言之,我们可以完全有信心地说,激子-极化子是一个有前途的平台,但尚未充分发挥其潜力。
摘要 在本文中,我们提出了计算 Cu O 2 量子阱、线和点中受限里德堡激子能量偏移的第一步。具有高量子数 n 的里德堡激子的宏观尺寸意味着已经 μ m 大小的层状、线状或盒状结构会导致量子尺寸效应,这取决于主里德堡量子数 n 。此类结构可通过聚焦离子束铣削赤铜矿晶体来制造。量子受限会导致受限物体的能量偏移,这对于量子技术来说很有趣。我们在计算中发现,由于量子受限,里德堡激子获得了 μ eV 到 meV 范围内的势能。该效应取决于里德堡激子尺寸,因此也取决于主量子数 n 。计算出的 μ eV 到 meV 能量范围内的能量偏移应该是可以通过实验获得和检测到的。
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摘要:由有机半导体和无机量子点 (QD) 组成的混合物适用于许多光电应用和设备。然而,有机 QD 混合物中的各个组分在薄膜加工过程中很容易聚集和相分离,从而损害其结构和电子特性。在这里,我们展示了一种 QD 表面工程方法,该方法使用与有机半导体主体材料相匹配的电子活性、高溶解度半导体配体来实现分散良好的无机 - 有机混合薄膜,其特征是通过 X 射线和中子散射以及电子显微镜来表征的。这种方法保留了有机相和 QD 相的电子特性,并在它们之间创建了优化的界面。我们在两个新兴应用中对此进行了举例说明,即基于单线态裂变的光子倍增 (SF-PM) 和基于三线态 - 三线态湮没的光子上转换 (TTA-UC)。稳态和时间分辨光谱表明,三线态激子可以以接近 1 的速度高效地跨有机 - 无机界面传输,而有机薄膜在有机相中保持高效的 SF(产率为 190%)。通过改变有机和无机成分之间的相对能量,在 790 nm NIR 激发下观察到黄色上转换发射。总体而言,我们提供了一种高度通用的方法来克服有机半导体与 QD 混合的长期挑战,这对许多光学和光电应用都具有重要意义。■ 简介
摘要:由有机半导体和无机量子点 (QD) 组成的混合物适用于许多光电应用和设备。然而,有机 QD 混合物中的各个组分在薄膜加工过程中很容易聚集和相分离,从而损害其结构和电子特性。在这里,我们展示了一种 QD 表面工程方法,该方法使用与有机半导体主体材料相匹配的电子活性、高溶解度半导体配体来实现分散良好的无机 - 有机混合薄膜,其特征是通过 X 射线和中子散射以及电子显微镜来表征的。这种方法保留了有机相和 QD 相的电子特性,并在它们之间创建了优化的界面。我们在两个新兴应用中对此进行了举例说明,即基于单线态裂变的光子倍增 (SF-PM) 和基于三线态 - 三线态湮没的光子上转换 (TTA-UC)。稳态和时间分辨光谱表明,三线态激子可以以接近 1 的速度高效地跨有机 - 无机界面传输,而有机薄膜在有机相中保持高效的 SF(产率为 190%)。通过改变有机和无机成分之间的相对能量,在 790 nm NIR 激发下观察到黄色上转换发射。总体而言,我们提供了一种高度通用的方法来克服有机半导体与 QD 混合的长期挑战,这对许多光学和光电应用都具有重要意义。■ 简介
分层的钙钛矿是杂化2D材料,它是通过有机铵阳离子层分隔的无机铅卤化物网络的自组装形成的。在这些天然量子孔结构中,量子和介电结构导致强烈依赖于材料组成的激烈的激子状态。在本文中,我们回顾了对分层钙钛矿中激子光体物理学的当前理解,并强调了对其激子特性进行调整的许多方式。特别是,我们专注于激子动力学与晶格运动和软性杂种晶格的局部变形的耦合。这些效果导致了复杂的激发状态动力学,为光电材料设计设计了新的机会,并探索了量子固定系统中基本光物理学的探索。