1D та 2D поляритони в структурах макропористого кремнію з нанопокриттями
In this paper, we used high-resolution IR absorption spectra to investigate 1D and 2D polaritons in periodical 2D macroporous silicon structures with nano-coatings of SiO2 and CdS, ZnO nanoparticles. The application of high-resolution IR absorption spectroscopy resulted in detection of dipole-active...
Gespeichert in:
| Datum: | 2021 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Englisch |
| Veröffentlicht: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2021
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/574 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Institution
Chemistry, Physics and Technology of Surface| _version_ | 1856543926576480256 |
|---|---|
| author | Karachevtseva, L. A. Kartel, M. T. Lytvynenko, O. O. |
| author_facet | Karachevtseva, L. A. Kartel, M. T. Lytvynenko, O. O. |
| author_sort | Karachevtseva, L. A. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2022-06-29T10:02:03Z |
| description | In this paper, we used high-resolution IR absorption spectra to investigate 1D and 2D polaritons in periodical 2D macroporous silicon structures with nano-coatings of SiO2 and CdS, ZnO nanoparticles. The application of high-resolution IR absorption spectroscopy resulted in detection of dipole-active TO vibrations, photon splitting and giant two-polar absorption oscillations with amplitudes of ±107arb.un. As a result, the dispersion law in yz surfaces of macropores change to z direction along macropores. It means additional degree of freedom as vertically polarized light in z direction and horizontally polarized light in x direction resulted in beams splitting and two-photon interference - Hong-Ou-Mandel effect. In our case, 2D resonances of Wannier-Stark electro-optical effect in yz plane correspond to constructive interference of the two-photon states (bosonic behavior), and two-polar resonances in ±z direction are determined by destructive interference of the two-photon states (fermionic behavior). Two-polar oscillations of 1D -polaritons have the ultra-small half-width 0.4–0.6 сm–1 and minimal Rabi frequency of samples 1.0 сm–1 equaled to the resolution of spectral measurements. Furthermore, two-photon interference and 1D polaritons are perspective for high-coherent optical quantum computers on macroporous silicon with nano-coatings and, in addition, for lasers and new metamaterials. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:34:12Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-574 |
| institution | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| language | English |
| last_indexed | 2025-12-17T12:08:15Z |
| publishDate | 2021 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-5742022-06-29T10:02:03Z 1D and 2D polaritons in macroporous silicon structures with nano-coatings 1D та 2D поляритони в структурах макропористого кремнію з нанопокриттями Karachevtseva, L. A. Kartel, M. T. Lytvynenko, O. O. macroporous silicon nano-coatings 1D and 2D polaritons beams splitting two-photon interference макропористий кремній нанопокриття 1D та 2D поляритони двофотонна інтерференція In this paper, we used high-resolution IR absorption spectra to investigate 1D and 2D polaritons in periodical 2D macroporous silicon structures with nano-coatings of SiO2 and CdS, ZnO nanoparticles. The application of high-resolution IR absorption spectroscopy resulted in detection of dipole-active TO vibrations, photon splitting and giant two-polar absorption oscillations with amplitudes of ±107arb.un. As a result, the dispersion law in yz surfaces of macropores change to z direction along macropores. It means additional degree of freedom as vertically polarized light in z direction and horizontally polarized light in x direction resulted in beams splitting and two-photon interference - Hong-Ou-Mandel effect. In our case, 2D resonances of Wannier-Stark electro-optical effect in yz plane correspond to constructive interference of the two-photon states (bosonic behavior), and two-polar resonances in ±z direction are determined by destructive interference of the two-photon states (fermionic behavior). Two-polar oscillations of 1D -polaritons have the ultra-small half-width 0.4–0.6 сm–1 and minimal Rabi frequency of samples 1.0 сm–1 equaled to the resolution of spectral measurements. Furthermore, two-photon interference and 1D polaritons are perspective for high-coherent optical quantum computers on macroporous silicon with nano-coatings and, in addition, for lasers and new metamaterials. У даній роботі ми використали високо-роздільне ІЧ поглинання для дослідження 1D та 2D поляритонів в періодичних структурах макропористого кремнію з нанопокриттями SiO2 та наночастинок CdS, ZnO. ІЧ поглинання з високою роздільною здатністю призводить до генерації дипольно-активних поперечних коливань, розщеплення фотонів і вимірювання гігантських двополярних осциляцій поглинання з амплітудами ±107відн.од. Це означає додатковий ступінь свободи, оскільки вертикально поляризоване світло в напрямку z і горизонтально поляризоване світло в напрямку х призводить до розщеплення променів і до двофотонної інтерференції – ефекту Хонг-Оу-Менделя. В нашому випадку 2D резонанси електро-оптичного ефекту Ваньє-Штарка у площині yz відповідають «конструктивній» інтерференції двофотонних станів (бозони, 2D поляритони), а двополярні резонанси у ±z напрямках визначаються «деструктивною» інтерференцією дво-фотонних станів (ферміони, 1D поляритони). 1D-поляритони є перспективними для високо когерентних оптичних квантових комп'ютерів на основі макропористого кремнію з нанопокриттями, для лазерів і нових метаматеріалів. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2021-02-25 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/574 10.15407/hftp12.01.009 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 12 No. 1 (2021): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 9-17 Химия, физика и технология поверхности; Том 12 № 1 (2021): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 9-17 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 12 № 1 (2021): Хімія, фізика та технологія поверхні; 9-17 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp12.01 en https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/574/580 Copyright (c) 2021 L. A. Karachevtseva, M. T. Kartel, O. O. Lytvynenko |
| spellingShingle | макропористий кремній нанопокриття 1D та 2D поляритони двофотонна інтерференція Karachevtseva, L. A. Kartel, M. T. Lytvynenko, O. O. 1D та 2D поляритони в структурах макропористого кремнію з нанопокриттями |
| title | 1D та 2D поляритони в структурах макропористого кремнію з нанопокриттями |
| title_alt | 1D and 2D polaritons in macroporous silicon structures with nano-coatings |
| title_full | 1D та 2D поляритони в структурах макропористого кремнію з нанопокриттями |
| title_fullStr | 1D та 2D поляритони в структурах макропористого кремнію з нанопокриттями |
| title_full_unstemmed | 1D та 2D поляритони в структурах макропористого кремнію з нанопокриттями |
| title_short | 1D та 2D поляритони в структурах макропористого кремнію з нанопокриттями |
| title_sort | 1d та 2d поляритони в структурах макропористого кремнію з нанопокриттями |
| topic | макропористий кремній нанопокриття 1D та 2D поляритони двофотонна інтерференція |
| topic_facet | macroporous silicon nano-coatings 1D and 2D polaritons beams splitting two-photon interference макропористий кремній нанопокриття 1D та 2D поляритони двофотонна інтерференція |
| url | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/574 |
| work_keys_str_mv | AT karachevtsevala 1dand2dpolaritonsinmacroporoussiliconstructureswithnanocoatings AT kartelmt 1dand2dpolaritonsinmacroporoussiliconstructureswithnanocoatings AT lytvynenkooo 1dand2dpolaritonsinmacroporoussiliconstructureswithnanocoatings AT karachevtsevala 1dta2dpolâritonivstrukturahmakroporistogokremníûznanopokrittâmi AT kartelmt 1dta2dpolâritonivstrukturahmakroporistogokremníûznanopokrittâmi AT lytvynenkooo 1dta2dpolâritonivstrukturahmakroporistogokremníûznanopokrittâmi |