Семинар по физике конденсированного состояния вещества

Московский Государственный Университет
Физический факультет

7 декабря 2011г.

 

Владимир Дмитриевич Кулаковский

(Институт физики твердого тела РАН, Черноголовка)

 

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

 

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 магнито-оптических 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 фи-зических явлений. Из них следует выделить стимулированное параметрическое поляритон-поляритонное рассеяние, чрезвычайно эффективное при резонансном возбуждении вблизи точки перегиба дисперсионной кривой поляритонов, и не-равновесную бозе-конденсацию экситонных поляритонов в условиях нерезонансного фотовозбуждения, приводящую к формированию макрозаполненного со-стояния на дне поляритонной зоны[5-7] 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).