ポラリトンの運動量の増大による半導体エミッターの周波数制御

発光と吸収は、基本的にはエミッターとその光学環境の共同特性である。それにもかかわらず、同程度のエネルギーでは電子と比較して光子の運動量がはるかに小さいため、通常は発光/吸収率が光学環境によって変わるだけで、エミッターの遷移周波数は実質的に固有特性のまま残る。本論文では、グラフェンプラズモンによって例示される表面ポラリトンだけでなく、他のタイプのポラリトンによっても、近くにある量子井戸の遷移周波数の調整可能なかなりの制御が可能になることを示し、エミッター中心の描像がはっきりと破れることを実証している。この結果において重要なことは、表面ポラリトンの運動量が大きくて、電子の運動量に近く、量子井戸に著しく非局在的な振る舞いをもたらすことである。今回の成果は、固体における非垂直光学遷移を容易にし、シリコンなどの間接遷移材料において現在行われているそうした遷移を利用する取り組みを促進し、フォトニクスの非局所性の研究を向上させるものである。