Seminarium Fizyki Ciała Stałego
sala 0.06, ul. Pasteura 5
2017-10-20 (10:15) 
dr Barbara Piętka (Instytut Fizyki Doświadczalnej Wydział Fizyki UW)
Podwójnie ubrane ekscytony
Zademonstruję eksperyment, który doprowadził do wykreowania nowej kwazicząstki w ciele stałym: podwójnie ubranego ekscytonu.Ekscyton w studni kwantowej został silnie sprzężony z dwoma fotonami z różnych zakresów energii: bliskiej podczerwieni (NIR) i promieniowania THz.
Silne sprzężenie z promieniowaniem NIR jest realizowane w mikrownęce półprzewodnikowej, gdzie stanami własnymi układu są polarytony ekscytonowe.Siłę sprzężenia opisują wtedy oscylacje Rabiego próżni. Sprzężenie z promieniowaniem THz zachodzi pod wpływem silnej wiązki promieniowaniapochodzącego z lasera THz (generowanego w Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf z lasera na swobodnych elektronach, FEL).Promieniowanie THz ma ściśle określoną energię, dostosowaną do przejścia 1s - 2p ekscytonu. Aby wyznaczyć energię rezonansową przeprowadziliśmy eksperyment w silnym polu magnetycznym, w który zaobserwowaliśmy drabinkę stanów wzbudzonych polarytonów ekscytonowych.
Nasze obserwacje są potwierdzone szczegółową analizą teoretyczną, która traktuje kwantowo mechanicznie wszystkie trzy pola bozonowe.Dwukrotnie ubrany stan ekscytonu zachowuje swój bozonowy charakter, ale jego wewnętrzna struktura kwantowa silnie zależy od intensywności promieniowania terahercowego. Nasza teoria pokazuje wyjątkową naturę sprzężenia w tym systemie, która nie posiada bezpośredniej analogii w fizyce atomowej.
Silne sprzężenie z promieniowaniem NIR jest realizowane w mikrownęce półprzewodnikowej, gdzie stanami własnymi układu są polarytony ekscytonowe.Siłę sprzężenia opisują wtedy oscylacje Rabiego próżni. Sprzężenie z promieniowaniem THz zachodzi pod wpływem silnej wiązki promieniowaniapochodzącego z lasera THz (generowanego w Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf z lasera na swobodnych elektronach, FEL).Promieniowanie THz ma ściśle określoną energię, dostosowaną do przejścia 1s - 2p ekscytonu. Aby wyznaczyć energię rezonansową przeprowadziliśmy eksperyment w silnym polu magnetycznym, w który zaobserwowaliśmy drabinkę stanów wzbudzonych polarytonów ekscytonowych.
Nasze obserwacje są potwierdzone szczegółową analizą teoretyczną, która traktuje kwantowo mechanicznie wszystkie trzy pola bozonowe.Dwukrotnie ubrany stan ekscytonu zachowuje swój bozonowy charakter, ale jego wewnętrzna struktura kwantowa silnie zależy od intensywności promieniowania terahercowego. Nasza teoria pokazuje wyjątkową naturę sprzężenia w tym systemie, która nie posiada bezpośredniej analogii w fizyce atomowej.