Forte accoppiamento luce-materia nei semiconduttori
Le forti interazioni luce-materia nelle microcavità a semiconduttore generano polaritoni. Queste quasi-particelle metà-luce metà-materia si possono condensare in un unico stato quantico popolato a livello macroscopico, simile a un condensato di Bose-Einstein di atomi freddi, il quale vanta un comportamento quantistico collettivo. Oltre a essere un eccellente laboratorio per studiare i fenomeni quantistici fondamentali, i polaritoni delle microcavità possono trovare applicazioni nel settore emergente dei dispositivi spin-optronici. Questi includono splitter di fascio quantico, filtri di polarizzazione ed efficienti fonti di coppie di fotoni entangled. Gli scienziati del progetto POLAPHEN (Polarization phenomena in quantum microcavities), finanziato dall’UE, hanno intrapreso uno studio teorico relativo ai fenomeni di spin nelle microcavità con pozzi e punti quantici. Dall’inizio della loro vita in una microcavità, i polaritoni cambiano il loro stato di spin sotto l’effetto dei campi magnetici. L’obiettivo finale del progetto POLAPHEN è quello di fornire linee guida per l’utilizzo ben controllato degli effetti di spin e di polarizzazione ottica per la realizzazione di dispositivi optoelettronici quantistici. Il lavoro di ricerca ha ricoperto aspetti di fisica fondamentale, optoelettronica e nanotecnologia. Non c’è da sorprendersi, se il team POLAPHEN ha riunito una rete di partner da stati membri UE, Paesi associati e Paesi terzi. Creando una sinergia tra i diversi partner, è stato possibile accelerare il progresso verso la realizzazione sperimentale di dispositivi spin-optronici. Gli scienziati hanno raggiunto l’obiettivo iniziale del progetto POLAPHEN, a cominciare dall’effettivo controllo delle interazioni tra polaritoni che si verificano nelle nanostrutture. La conoscenza accumulata offre un supporto per realizzazioni pratiche, e i primi risultati sono già stati diffusi all’interno della comunità scientifica.
Parole chiave
Polaritoni, microcavità a semiconduttore, condensato di Bose-Einstein, dispositivi di spin-optronica, nanotecnologie
