Silne sprzężenie światła z materią w półprzewodnikach
Zachodzące we wnękach półprzewodnikowych silne interakcje między światłem a materią powodują generowanie polarytonów. Są to kwazicząstki złożone w połowie ze światła, a w połowie z materii, które mają zdolność kondensacji do pojedynczego, makroskopowo zapełnianego stanu kwantowego przypominającego kondensat Bosego-Einsteina złożony z zimnych atomów, wykazując przy tym zbiorowe zachowania kwantowe. Polarytony mikrownękowe nie tylko są doskonałymi obiektami do badania fundamentalnych zjawisk kwantowych, ale mogą też znaleźć zastosowanie w młodej dziedzinie budowy układów spinowo-optronicznych. Do takich układów należą kwantowe rozdzielacze wiązki, filtry polaryzacyjne i wydajne źródła par splątanych fotonów. Naukowcy pracujący nad finansowanym ze środków UE projektem POLAPHEN (Polarization phenomena in quantum microcavities) zajęli się badaniami teoretycznymi zjawisk spinowych w mikrownękach z osadzonymi studniami i kropkami kwantowymi. Od momentu powstania w mikrownęce polarytony zmieniają swój stan spinowy pod wpływem pól magnetycznych. Za nadrzędny cel projektu POLAPHEN przyjęto opracowanie wytycznych dotyczących używania dokładnie kontrolowanych efektów spinu i polaryzacji optycznej do budowania kwantowych układów optoelektronicznych. Prace badawcze objęły zagadnienia z zakresu podstaw fizyki, optoelektroniki i nanotechnologii. Nie może zatem dziwić, że zespół POLAPHEN tworzyła cała sieć partnerów z krajów członkowskich UE, państw stowarzyszonych i państw trzecich. Wypracowanie synergii wzajemnie dopełniających potencjał poszczególnych partnerów umożliwiło przyspieszenie postępów w drodze do doświadczalnego tworzenia układów spinowo-optronicznych. Naukowcom udało się osiągnąć początkowy cel projektu POLAPHEN, poczynając od skutecznego kontrolowania interakcji polarytonów występujących w nanostrukturach. Zebrana wiedza pozwoli wspomóc implementacje praktyczne, a pierwsze wyniki już są upowszechniane w społeczności naukowej.
Słowa kluczowe
Polarytony, mikrownęki półprzewodnikowe, kondensat Bosego-Einsteina, układy spinowo-optroniczne, nanotechnologia
