Экситонные поляритоны в планарных полупроводниковых микрорезонаторах: параметрическое рассеяние и неравновесная бозе-конденсация

Видео

Аннотация

Экспериментальные исследования явлений, связанных с Бозе-Эйнштейновской конденсацией различных частиц и квазичастиц, привлекают в последние годы большой интерес. Этот интерес связан, прежде всего, с таким уникальным свойством конденсата, как высокая пространственно-временная когерентность коллективного конденсированного состояния, что открывает перспективу их использования в информационных технологиях, связанных с квантовыми вычислениями.

К настоящему времени имеются сообщения об экспериментальном наблюдении явления бозе-конденсации в ультра охлажденных газах атомов-бозонов в магнитных и магнитооптических ловушках [1], в системах спиновых квазичастичных возбуждений в магнитоупорядоченных кристаллических магнетиках [2], в системе экситонов в полупроводниковых квантовых ямах [3, 4] и ряде других систем. В последние годы особое внимание привлекла система экситонных поляритонов в полупроводниковых микрорезонаторах (МР), о достижении Бозе-Эйнштейновской кондесации в которой было недавно сообщено в работе [5].

Экситонные поляритоны в МР — квазидвумерные квазичастицы-бозоны,представляющие собой смешанные состояния экситонов и света с исключительно малой эффективной массой (~10⁻⁴m₀). Благодаря сочетанию у этих квазичастиц квазидвумерности, бозевой статистики и уникального закона дисперсии с очень малой эффективной массой и точкой перегиба в области световых квазиимпульсов система экситонных поляритонов демонстрирует целый ряд интересных физических явлений. Из них следует выделить стимулированное параметрическое поляритон-поляритонное рассеяние, чрезвычайно эффективное при резонансном возбуждении вблизи точки перегиба дисперсионной кривой поляритонов, и неравновесную бозе-конденсацию экситонных поляритонов в условиях нерезонансного фотовозбуждения, приводящую к формированию макрозаполненного состояния на дне поляритонной зоны [5, 6, 7] и, как следствие, к кардинальному изменению свойств поляритонной системы.

В докладе планируется рассмотреть кинетику формирования конденсированного состояния поляритонов и его свойства (пространственная и временная когерентность, статистика, поляризация), а также эффект внешнего магнитного поля на поляритонный конденсат.

Литература

1. W. Ketterle, Rev.Mod.Phys. 74, 1131, (2002).
2. S.O. Demokritov et al Nature 443, 430 (2006).
3. L.V. Butov, J. Phys.: Condens. Matter 16, R1577 (2004).
4. V.B. Timofeev, A.V. Gorbunov, J. Appl. Phys. 101, 081708 (2007).
5. J. Kasprzak et al., Nature 443/28, 409 (2007).
6. Н.А. Гиппиус и др. УФН 175, 327 (2005).
7. A.A. Demenev et al. Phys. Rev. Lett. 101, 136401 (2008).