Doble acoplamiento fuerte asistido por aprendizaje profundo entre anapolos de orden múltiple y excitones

Área de la Ciencia:

• Nanofotónica
• Óptica Cuántica
• Ciencia de Materiales

Sus antecedentes:

• Los anapolos de alto orden ofrecen energía concentrada y resonancias estrechas, ideales para óptica no lineal y acoplamiento fuerte.
• El acoplamiento fuerte simultáneo que involucra anapolos de orden múltiple sigue sin explorarse.

Objetivo del estudio:

• Construir teóricamente un sistema híbrido que permita la excitación y el acoplamiento simultáneos de anapolos de orden múltiple con excitones múltiples.
• Investigar los comportanientos de doble acoplamiento fuerte y cuantificar la división de energía.

Principales métodos:

• Se diseñó teóricamente un sistema híbrido apilado de tres capas que comprende nanodiscos de Si, MoSe2 y MoTe2.
• Se empleó el aprendizaje profundo (DL) para construir la red neuronal para el análisis del sistema.
• Se analizaron la excitación simultánea de anapolos de primer y segundo orden y su acoplamiento con excitones de materiales.

Principales resultados:

• El sistema excitó con éxito anapolos de primer y segundo orden simultáneamente.
• Se logró un doble acoplamiento fuerte: anapolo de primer orden con excitones de MoTe2 y anapolo de segundo orden con excitones de MoSe2.
• Se observaron cuatro ramas de energía con una división de Rabi sustancial (100,6 meV y 118,2 meV).

Conclusiones:

• El sistema híbrido propuesto facilita de manera efectiva las interacciones luz-materia que involucran anapolos de orden múltiple y excitones múltiples.
• Este trabajo proporciona una nueva plataforma para explorar fenómenos ópticos cuánticos avanzados.