Exciton-Polariton - Exciton-polariton

Exciton-Polariton ist eine Art von Polariton ; ein hybrides Licht- und Materie- Quasiteilchen , das aus der starken Kopplung der elektromagnetischen dipolaren Schwingungen von Exzitonen (entweder in Bulk- oder Quantentöpfen ) und Photonen entsteht .

Theorie

Die Kopplung der beiden Oszillatoren, Photonen - Modi in dem Halbleiter optischen Mikroresonator und Exzitonen der Quantentröge , resultiert in der Energieanticrossing der blanken Oszillatoren, die zu den beiden neuen Normalmoden für das System, da die obere und untere Polariton bekannt Resonanzen (oder Zweige). Die Energieverschiebung ist proportional zur Kopplungsstärke (zB abhängig von Feld- und Polarisationsüberlappungen). Der höhere Energie- oder obere Modus (UPB, oberer Polaritonenzweig) ist dadurch gekennzeichnet, dass die photonischen und Exzitonenfelder gleichphasig schwingen, während der LPB-Modus (unterer Polaritonenzweig) dadurch gekennzeichnet ist, dass sie mit Phasengegensatz schwingen. Mikroresonator - Exziton-Polaritonen erbten einige Eigenschaften von beiden von ihren Wurzeln, wie beispielsweise eine Licht effektive Masse (von den Photonen) und eine Kapazität miteinander interagieren (von dem starken Exziton Nichtlinearitäten) und mit der Umgebung (einschließlich den internen Phononen , die Thermisierung und Auskopplung durch Strahlungsverluste). In den meisten Fällen sind die Wechselwirkungen abstoßend, zumindest zwischen Polariton-Quasi-Partikeln desselben Spin-Typs (Intra-Spin-Wechselwirkungen), und der Nichtlinearitätsterm ist positiv (Zunahme der Gesamtenergie oder Blauverschiebung bei zunehmender Dichte).

Kürzlich haben Forscher den Ferntransport in organischen Materialien gemessen, die an optische Mikrohohlräume gekoppelt sind, und gezeigt, dass sich Exzitonenpolaritonen über mehrere Mikrometer ausbreiten.

Andere Eigenschaften

Polaritonen werden auch durch nicht-parabolische gekennzeichnet Energie - Impuls Dispersionsrelationen , die die Gültigkeit der parabolischen begrenzen effektive Massen Annäherung an einen kleinen Bereich von Impulsen. Sie haben auch einen Spin -Freiheitsgrad, wodurch sie Spinorialflüssigkeiten können, die unterschiedliche Polarisationstexturen aufrechterhalten können . Exciton-Polaritonen sind zusammengesetzte Bosonen, von denen beobachtet werden kann, dass sie Bose-Einstein-Kondensate bilden , die Polaritonen-Superfluidität und Quantenwirbel aufrechterhalten und für neue technologische Anwendungen in Aussicht gestellt werden. Viele experimentelle Arbeiten konzentrieren sich derzeit auf Polaritonenlaser , optisch adressierte Transistoren , nichtlineare Zustände wie Solitonen und Stoßwellen, Kohärenz-Eigenschaften und Phasenübergänge mit großer Reichweite, Quantenwirbel und Spinorialmuster. Die Modellierung von Exciton-Polariton-Flüssigkeiten beruht hauptsächlich auf der Verwendung von GPE ( Gross-Pitaevskii-Gleichungen ), die in Form nichtlinearer Schrödinger-Gleichungen vorliegen .

Siehe auch

Verweise

Externe Links