Modifikasi Osilasi Rabi Pada Nanoparticle Heterodimer: Pengaruh Jarak antar Partikel dan Intensitas Medan Iluminasi

Abstract

Telah dilakukan studi teoretis untuk mempelajari osilasi Rabi pada heterodimer yang terdiri dari semiconductor quantum dot (SQD) dan metal nanoparticle (MNP). SQD dimodelkan sebagai two-level system dan ditinjau dengan formalisme density matrix sedangkan MNP dimodelkan secara klasik dan dikarakterisasi dengan nilai polarisabilitasnya. Respon optik diamati untuk sistem yang diiluminasi dengan medan osilatif yang terpolarisasi linear pada arah paralel sumbu penghubung SQD-MNP. Persamaan gerak density matrix sistem diselesaikan secara numerik menggunakan Runge-Kuta-Fehlberg (RKF 45). Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa hibridisasi SQD-MNP dapat menimbulkan interaksi yang menyebabkan terjadinya pergeseran frekuensi transisi resonansi dan perubahan laju dephasing pada sistem. Efek kopling tersebut terlihat dominan dan menjadi faktor utama dalam modifikasi osilasi Rabi ketika sistem dieksitasi dengan laser berintensitas rendah, I = 1 W/cm^2. Hibridisasi juga menyebabkan timbulnya medan induksi dari MNP yang berperan pada modifikasi osilasi Rabi saat sistem dieksitasi dengan laser berintensitas lebih tinggi, I = 10 W/cm^2. Efek modifikasi yang diamati dapat dikontrol dengan mengubah jarak pisah SQD-MNP.

Dinamika Populasi Sistem Hybrid Semiconductor Quantum Dot – Metal Ellipsoid

“…Semiconductor quantum dot (SQD) akan berinteraksi dengan cahaya ketika disinari cahaya yang menyebabkan eksitasi dan deeksitasi secara periodik. Proses ini dinamakan osilasi Rabi [5]. MNP adalah nanopartikel yang terbuat dari logam murni seperti emas, perak, dan titanium yang berukuran 1-100 nm.…”

“…Respons optik nonlinier terdiri dari SQD yang digabungkan dengan MNP selama dekade terakhir ini telah menyita banyak perhatian. Ketertarikan tersebut muncul dari adanya fakta bahwa hibridisasi SQD-MNP menunjukkan respons optik seperti optical bistability [7], optical instability [8], osilasi Rabi termodifikasi [5], efek Fano [9], dan transparansi terinduksi elektromagnetik dengan mediasi plasmon [10]. Respons optik SQD digambarkan secara kuantum dengan formalisme density matrix [11] dan respons optik MNP digambarkan secara klasik dari nilai polarisabilitasnya [5].…”