Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badan i Rozwoju - CORDIS

FP7

CLERMONT4 Wynik w skrócie

Project ID: 235114
Źródło dofinansowania: FP7-PEOPLE
Kraj: Włochy

Nowa fizyka i zastosowania polarytonów

Naukowcy korzystający z unijnego dofinansowania dokonali znaczących postępów w pracach nad urządzeniami opartymi na polarytonach umieszczonych w mikrownękach, które powinny umożliwić uzyskanie bezprecedensowej wydajności kwantowej i bardzo niskiego zużycia energii.
Nowa fizyka i zastosowania polarytonów
Polarytony łączą w sobie najlepsze cechy systemów fotonicznych i ekscytonicznych, a tym samym umożliwiają uzyskanie jakościowej poprawy pod względem skalowalności, zmniejszenia poboru mocy podczas pracy oraz prędkości urządzeń logicznych. Niezwykły potencjał tych będących w połowie światłem i w połowie materią kwazicząstek wynika z charakterystycznego dla nich dualizmu korpuskularno-falowego.

Celem sieci szkolenia początkowego (ITN) CLERMONT4 (Exciton-polaritons in microcavities: Physics and devices), finansowanej ze środków UE, było przeszkolenie nowego pokolenia naukowców w zakresie opracowywania urządzeń opartych na polarytonach umieszczonych we wnękach półprzewodnikowych. Prace prowadzone były zgodnie z tą samą strategią badawczą co seria szkoleń rozpoczęta 1999 r. w ramach projektu CLERMONT.

Inicjatywa CLERMONT4 skupiała się na stworzeniu prototypowych urządzeń polarytonowych. Dokładniej mówiąc, celem było zaprojektowanie, wytworzenie i scharakteryzowanie elektrycznie pompowanych laserów polarytonowych, mikronowych optycznych oscylatorów parametrycznych, optycznych bramek logicznych oraz opartych na wnękach emiterów splątanych par fotonów.

Polaryton to cząstki przejawiające cechy charakterystyczne dla światła, jak i materii, co wynika z silnego sprzężenia między fotonami i ekscytonami we wnęce o rozmiarach mikrometrowych z wbudowanymi studniami kwantowymi. Ich komponent ekscytonowy powoduje silne oddziaływania między polarytonami, a w efekcie prowadzi do powstania nieliniowości.

Nie może dziwić, że z kwazicząstkami tymi wiązane są duże nadzieje, jeżeli chodzi o rewolucyjne zmiany w optoelektronice dzięki zupełnie nowemu mechanizmowi kontrolowania urządzeń przy pomocy światła. Nowa fizyka, wykraczająca poza prawidła obserwowane w makroskopowo koherentnych systemach, jest także doskonałym środowiskiem do szkolenia w dziedzinie polarytoniki.

Projekt CLERMONT4 wsparł badania nad niezwykłymi zjawiskami koherencji kwantowej, występującymi w polarytonach przy bardzo wysokich temperaturach. Wśród wielu ciekawych odkryć można wymienić formowanie się solitonów w przerwie energetycznej, związanych z potencjałem generowanym przez rezerwuar nieskondensowanych ekscytonów.

Solitony w przerwie energetycznej, związane z każdym z boków rezerwuarów ekscytonów, ulegają hybrydyzacji do symetrycznych i antysymetrycznych kombinacji liniowych. Co jeszcze ważniejsze, polarytony ulegają spontanicznej kondensacji do jednego z tych stanów, zależnie od warunków wzbudzania.

Co więcej, wiedza naukowa zgromadzona dzięki projektowi CLERMONT4 pomogła 50 młodym badaczom znaleźć zatrudnienie w sektorze akademickim, jak i w polarytonice. Grupie badaczy udało się zdobyć stanowiska profesorskie jeszcze przed zakończeniem realizacji czteroletniego projektu.

Powiązane informacje

Słowa kluczowe

Fizyka, polarytony, mikrownęki, urządzenia logiczne, CLERMONT4, ekscyton
Numer rekordu: 182692 / Ostatnia aktualizacja: 2016-05-18
Dziedzina: Technologie przemysłowe