在光学纳米腔中通过分子涂层实现强耦合工程

银纳米颗粒表面附近的量子发射体因与非辐射近场多极模式的强耦合作用,会引发电子布居动力学中的拉比振荡。低频纳米颗粒偶极模式虽具有辐射性,但与量子发射体的耦合强度不足。这些特性限制了强耦合现象的观测。通过采用洛伦兹赝模式近似下的宏观量子电动力学理论处理非马尔可夫相互作用核,该研究团队证明:在球形银纳米颗粒表面包覆分子J聚集体薄层后,形成的核壳结构plexciton共振可重构偶极模式频率处的局域电磁真空态,使原本仅发生指数型布居衰减的量子发射体实现拉比振荡。具体而言,针对20纳米半径银纳米球近场中的量子点发射体,该工作表明仅需2纳米厚的J聚集体壳层即可诱导弱耦合到强耦合的转变。这项研究揭示了分子聚集体在实现真空场深亚波长结构化方面的潜力,为光学纳米腔中相干量子动力学现象的观测提供了新途径。

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提交arXiv: 2026-03-18 01:49

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