Suppressed dissipation of a quantum emitter coupled to surface plasmon polaritons
Suppressed dissipation of a quantum emitter coupled to surface plasmon polaritons
复制标题
耦合到表面等离子体激元的量子发射器的耗散抑制
DOI：
10.1103/physrevb.95.161408
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发表时间：
2016-12
影响因子：
3.7
通讯作者：
An Jun-Hong
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yang Chun-Jie;An Jun-Hong
金属-电介质界面中电磁场诱导的表面等离子体激元（SPP）能够将光限制在远低于传统光学的范围内，为探索强量子化光-物质耦合提供了一个理想的系统。之前的工作中报道的快速物质-SPP布居交换使其成为自旋操纵的候选者，但这种可逆动力学随着量子物质完全弛豫到基态而渐近消失。在这里，我们研究了与 SPP 耦合的量子发射器 (QE) 的精确耗散动力学。有趣的是，与传统发现不同的是，即使存在有损金属，QE 也可以部分稳定在激发态。我们的分析表明，正是 QE-SPP 束缚态的形成导致了这种耗散的抑制。我们的结果丰富了有损介质中 QE 的退相干动力学，有助于理解 QE-SPP 相互作用以及在量子器件中应用等离子体纳米结构。
Enabling the confinement of light to a scale far belowthe one of conventional optics, surface plasmon polaritons (SPPs) induced by an electromagnetic field in ametal-dielectric interface supply an ideal system to explore strong quantized light-matter coupling. The fast matter-SPP population exchange reported in previous works makes it a candidate for spin manipulation, but such reversible dynamics asymptotically vanishes accompanying the quantum matter relaxing completely to its ground state. Here, we study the exact dissipative dynamics of a quantum emitter (QE) coupled to SPPs. It is interesting to find that, qualitatively different from conventional findings, the QE can be partially stabilized in its excited state even in the presence of the lossy metal. Our analysis reveals that it is the formation of a QE-SPP bound state which results in such suppressed dissipation. Enriching the decoherence dynamics of the QE in the lossy medium, our result is helpful to understand QE-SPP interactions and apply plasmonic nanostructures in quantum devices.
影响因子：
3.5
作者：
O. Keller
通讯作者：
O. Keller
DOI：
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发表时间：
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期刊：
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影响因子：
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作者：
通讯作者：
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影响因子：
4.4
作者：
R. Xu;Yijing Yan
通讯作者：
R. Xu;Yijing Yan