Исследование самогибридизованных волноводных экситон-поляритонов в двумерном антиферромагнетике CrSBr при комнатной температуре

Взаимодействие света с экситонами в ван-дер-ваальсовых материалах открывает новые пути для исследования сильной связи в квантовых системах. Экcитон-поляритоны, возникающие при когерентной гибридизации экситонов и фотонов, представляют собой уникальную платформу для изучения коллективных взаимодействий, оптической анизотропии и управляемых откликов в низкоразмерных структурах. В данной работе исследована самогибридизация фотонной и экситонной мод в волноводе на основе двумерного антиферромагнитного полупроводника CrSBr. Методами спектроскопии угло-разрешённой фотолюминесценции и численного моделирования продемонстрировано, что выраженная анизотропия экситонной локализации вдоль кристаллографической оси b приводит к сильному взаимодействию с волноводной модой. Наблюдаемое антипересечение дисперсионных кривых количественно описано моделью связанных осцилляторов с энергией связи ~185 мэВ, что прямо подтверждает образование самогибридизованных экситон-поляритонов. В перпендикулярной поляризации подобное взаимодействие отсутствует, и регистрируется только направленная волноводная эмиссия. Полученные результаты открывают перспективы создания миниатюрных поляритонных устройств на основе ван-дер-ваальсовых магнитов, в которых взаимодействие света с веществом может контролироваться как геометрией волновода, так и магнитным порядком.