Семинар по физике конденсированного состояния вещества

Московский Государственный Университет
Физический факультет

3 апреля 2019 г.

 

Александр Никитич Поддубный

(Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург)

 

«Резонансная оптомеханика полупроводниковых наноструктур»

 

Аннотация

Оптомеханика переживает период стремительного развития. Крайне актуальной

является задача об управлении и резонансном усилении взаимодействия света с

фононами на наномасштабах. В докладе будет дан обзор явлений, обусловленных

взаимодействием света с механическими колебаниями наноструктур в условиях

оптических и экситонных резонансов – от резонансного мандельштам-

бриллюэновского рассеяния света до акустических аналогов лазеров и транзисторов, управляемых светом.

 

Будет описана теория взаимодействия света с механическими колебаниями среды, учитывающая эффекты дисперсии, и рассмотрен оптомеханический эффект Керкера, заключающийся в направленном неупругом рассеянии света на

колеблющихся как целое мембранах и наночастицах, обладающих оптическим

резонансом. Будет показано, что вблизи резонанса происходит усиление рассеяния

вперед, а вдали от него – назад.

 

Для многослойных структур с квантовыми ямами GaAs/AlAs экспериментально

показано, что на частоте экситонного резонанса на пять порядков возрастает

коэффициент фотоупругости – изменение диэлектрической проницаемости при

деформации. В перспективе это открывает возможность реализации режима сильной связи между звуком и светом.

 

При наличии интенсивной оптической накачки становится эффективной

конверсия звука в стоксов и антистоксов свет. Возникают гибридные частицы,

которые являются смесью фонона, фотона и экситона и аналогичны фоноритонам, теоретически рассмотренным в объемных полупроводниках А.Л. Ивановым и Л.В. Келдышем. Нами предсказано, что в сверхрешетке квантовых ям фоноритонный эффект усилен, и приводит к акустической невзаимности. Это открывает возможность создания оптически перестраиваемого акустического диода, пропускающего звук лишь в одном направлении, и однонаправленного

акустического лазера, в котором усиливается звук.