Badacze nowej generacji w służbie nowoczesnej technologii
Siła przyciągania pomiędzy naładowanymi ujemnie elektronami i dodatnio naładowanymi dziurami wiąże ekscytony w materiałach półprzewodników. Z powodu tej siły te kwazicząstki mają tendencję do szybkiej rekombinacji. Jednak ich cykl życia można wydłużyć o kilka mikrosekund przez ograniczenie elektronów i dziur w oddzielnych warstwach materiału, tworząc tzw. pośrednie ekscytony. Pośrednie ekscytony można następnie ochłodzić do niskich temperatur w celu stworzenia gazu kwantowego. Można nimi sterować przy użyciu napięcia, dzięki czemu mogą stanowić bazę do tworzenia nowych urządzeń opartych na ekscytonach. Głównym celem projektu INDEX (Indirect excitons: Fundamental physics and applications) było wdrożenie młodych badaczy w interdyscyplinarne przedsięwzięcie badawczo-rozwojowe w tej rozwijającej się dziedzinie. Partnerzy INDEX zapewnili unikatową platformę do szkolenia nowej generacji fizyków, aby przyczyniali się za pomocą swoich pomysłów i koncepcji do rozwoju w pełni innowacyjnej technologii. Aktywne uczestnictwo czterech partnerów ze strony przemysłu zapewniło wartość dodaną szkoleniu. Co więcej synergia pomiędzy partnerami ze środowiska naukowego oraz sektora prywatnego przyczyniła się do przyspieszenia wyników badań i utorowania drogi do dojrzałości na rynku. Przeprowadzono rekrutację jedenastu doktorantów i trzech naukowców ze stopniem doktora oraz przeprowadzono dla nich szkolenie w laboratoriach partnerów projektu INDEX. Zdobyli oni wiedzę teoretyczną oraz umiejętności przeprowadzania doświadczeń w zakresie najnowszych odkryć związanych z kondensacją ekscytonów oraz przeniesienia spinu przestrzennie pośrednich ekscytonów. Ta wiedza może służyć jako punkt wyjścia do badań nad nową fizyką ekscytonów ograniczonych pułapkami elektrooptycznymi. Do głównych osiągnięć naukowych sieci należą: znalezienie dowodu na makroskopijną spójność i kondensację ekscytonów, łącznie z kondensacją w elektrostatycznych pułapkach; znalezienie dowodu na geometrycznie kontrolowane przejście fazowe i przejście spinu kontrolowane obciążeniem w kondensatach ekscyton-polaryton, co otwiera drogę do stworzenia nowej gamy urządzeń; stworzenie optycznie sterowanego tranzystora ekscytonowego. Te wyniki stanowią przełom w fizyce ekscytonów. Poza teoretyczną i eksperymentalną pracą nad ekscytonami członkowie programu INDEX zaangażowali się w konceptualny projekt urządzeń ekscytonowych. Ostateczna realizacja celów badawczo-rozwojowych projektu INDEX będzie znacznym wkładem w zwiększenie konkurencyjności Europy w jednej z najlepiej rokujących branż technologii.
Słowa kluczowe
Pośrednie ekscytony, półprzewodniki, mikrownęki, polarytony, INDEX
