Осциллирующая завихренность в однокольцевых экситон-поляритонных конденсатах
В. А. Лукошкин,
И. Е. Седова,
В. К. Калевич,
Е. С. Седов,
З. Хацопулос,
П. Г. Саввидис,
А. В. Кавокин https://doi.org/10.17586/2220-8054-2023-14-3-328-333
Аннотация
Исследованы кольцевые токи экситонных поляритонов в экситон-поляритонных конденсатах, формирующихся в цилиндрических оптических резонаторах в форме микропилларов при пространственно-локализованной нерезонансной лазерной накачке. Кольцевые токи указывают на ненулевую завихрённость поляритонного конденсата, связанную с возникновением поляритонных вихрей вокруг центра микропиллара. Выполнено экспериментальное наблюдение конденсатов в форме одиночного кольца в режиме осциллирующей во времени завихрённости. Численно воспроизведены колебания завихрённости, и выявлены возможные управляющие параметры для манипулирования периодом колебаний.
Об авторах
В. А. Лукошкин
Ioffe Institute, Russian Academy of Sciences; Spin Optics Laboratory, St. Petersburg State University
Россия
Россия
Владимир А. Лукошкин
И. Е. Седова
Stoletov Vladimir State University
Россия
Россия
Ирина Е. Седова
В. К. Калевич
Ioffe Institute, Russian Academy of Sciences; Spin Optics Laboratory, St. Petersburg State University
Россия
Россия
Владимир К. Калевич
Е. С. Седов
Spin Optics Laboratory, St. Petersburg State University; Stoletov Vladimir State University
Россия
Россия
Евгений С. Седов
З. Хацопулос
FORTH-IESL
Греция
Греция
Захариас Хацопулос
П. Г. Саввидис
Key Laboratory for Quantum Materials of Zhejiang Province, School of Science, Westlake University; Institute of Natural Sciences, Westlake Institute for Advanced Study; FORTH-IESL; Department of Materials Science and Technology, University of Crete
Китай
Китай
Павлос Г. Саввидис
А. В. Кавокин
Key Laboratory for Quantum Materials of Zhejiang Province, School of Science, Westlake University; Institute of Natural Sciences, Westlake Institute for Advanced Study; Moscow Institute of Physics and Technology; Spin Optics Laboratory, St. Petersburg State University
Китай
Китай
Алексей В. Кавокин
Список литературы
1. Kavokin A., Baumberg J., Malpuech G., Laussy F. Microcavities, 2nd ed., Series on Semiconductor Science and Technology, OUP Oxford, Oxford, 2017.
2. Kasprzak J., Richard M., Kundermann S., et al., Bose–Einstein condensation of exciton polaritons. Nature, 2006, 443 (7110), P. 409–414.
3. Ostrovskaya E.A., Abdullaev J., Desyatnikov A.S., Fraser M.D., Kivshar Y.S. Dissipative solitons and vortices in polariton Bose-Einstein condensates. Physical Review A, 2012, 86 (1), 013636.
4. Li G., Fraser M.D., Yakimenko A., Ostrovskaya E.A. Stability of persistent currents in open dissipative quantum fluids. Physical Review B, 2015, 91 (18), 184518.
5. Nalitov A.V., Liew T.C.H., Kavokin A.V., Altshuler B.L., Rubo Y.G. Spontaneous Polariton Currents in Periodic Lateral Chains. Physical Review Letters, 2017, 119 (6), 067406.
6. Lagoudakis K.G., Wouters M., Richard M., et al. Quantized vortices in an exciton–polariton condensate. Nature Physics, 2008, 4 (9), 706.
7. Kuznetsov A.S., Helgers P.L.J., Biermann K., Santos P.V. Quantum confinement of exciton-polaritons in a structured (Al,Ga)As microcavity. Physical Review B, 2018, 97 (19), 195309.
8. Sich M., Tapia-Rodriguez L.E., Sigurdsson H., et al. Spin domains in one-dimensional conservative polariton solitons. ACS Photonics, 2018, 5 (12), P. 5095–5102.
9. Beierlein J., Rozas E., Egorov O.A., et al. Propagative oscillations in codirectional polariton waveguide couplers. Physical Review Letters, 2021, 126 (7), P. 075302.
10. Lukoshkin V.A., Kalevich V.K., Afanasiev M.M., et al. Persistent circular currents of exciton-polaritons in cylindrical pillar microcavities. Physical Review B, 2018, 97 (19), 195149.
11. Sedov E., Lukoshkin V., Kalevich V., et al. Persistent Currents in Half-Moon Polariton Condensates. ACS Photonics, 2020, 7, P. 1163–1170.
12. Sedov E.S., Lukoshkin V.A., Kalevich V.K., et al. Circular polariton currents with integer and fractional orbital angular momenta. Physical Review Research, 2021, 3 (1), 013072.
13. Sedov E.S., Lukoshkin V.A., Kalevich V.K., et al. Double ring polariton condensates with polariton vortices. Nanosystems: Phys. Chem. Math., 2022, 13 (6), P. 608–614.
14. Lukoshkin V., Sedov E., Kalevich V., et al. Steady state oscillations of circular currents in concentric polariton condensates. Scientific Reports, 2023, 13, 4607.
15. Sedov E., Arakelian S., Kavokin A. Spontaneous symmetry breaking in persistent currents of spinor polaritons. Scientific Reports, 2021, 11, 22382.
16. Askitopoulos A., Ohadi H., Kavokin A.V., et al. Polariton condensation in an optically induced two-dimensional potential. Physical Review B, 2013, 88 (4), 041308.
17. Askitopoulos A., Nalitov A.V., Sedov E.S., et al. All-optical quantum fluid spin beam splitter. Physical Review B, 2018, 97 (23), 235303.
18. Dall R., Fraser M.D., Desyatnikov A.S., et al. Creation of orbital angular momentum states with chiral polaritonic lenses. Physical Review Letters, 2014, 113 (20), 200404.
19. Aladinskaia E., Cherbunin R., Sedov E., et al. Spatial quantization of exciton-polariton condensates in optically induced traps. Physical Review B, 2023, 107 (4), 045302.
20. Paschos G.G., Liew T.C.H., et al. An exciton-polariton bolometer for terahertz radiation detection. Sci. Rep., 2018, 8, 10092.
21. Kozin V.K., Shelykh I.A., Nalitov A.V., Iorsh I.V. Topological metamaterials based on polariton rings. Physical Review B, 2018, 98 (12), 125115.
22. Xue Y., Chestnov I., Sedov E., et al. Split-ring polariton condensates as macroscopic two-level quantum systems. Physical Review Research, 2021, 3 (1), 013099.
23. Wouters M. Energy relaxation in the mean-field description of polariton condensates. New Journal of Physics, 2012, 14, 075020.
24. Wertz E., Amo A., Solnyshkov D.D., et al. Propagation and Amplification Dynamics of 1D Polariton Condensates. Physical Review Letters, 2012, 109 (21), 216404.
25. Sedova I., Sedov E. Polarization conversion in a polariton three-waveguide coupler. Results in Optics, 2021, 4, 100105.
26. Rayanov K., Altshuler B.L., Rubo Y.G., Flach S. Frequency combs with weakly lasing exciton-polariton condensates. Physical Review Letters, 2015, 114 (19), 193901.
27. Kim S., Rubo Y.G., Liew T.C.H., et al. Emergence of microfrequency comb via limit cycles in dissipatively coupled condensates. Physical Review B, 2020, 101 (8), 085302.
28. Nalitov A.V., Sigurdsson H., Morina S., et al. Optically trapped polariton condensates as semiclassical time crystals. Physical Review A, 2019, 99 (3), 033830.
29. Kavokin A., Liew T.C.H., Schneider C., et al. Polariton condensates for classical and quantum computing. Nature Reviews Physics, 2022, 4, P. 435–451.
Рецензия
Для цитирования:
Лукошкин В.А., Седова И.Е., Калевич В.К., Седов Е.С., Хацопулос З., Саввидис П.Г., Кавокин А.В. Осциллирующая завихренность в однокольцевых экситон-поляритонных конденсатах. Наносистемы: физика, химия, математика. 2023;14(3):328-333. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2023-14-3-328-333
For citation:
Lukoshkin V.A., Sedova I.E., Kalevich V.K., Sedov E.S., Hatzopoulos Z., Savvidis P.G., Kavokin A.V. Oscillating vorticity in single ring exciton polariton condensates. Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics. 2023;14(3):328-333. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2023-14-3-328-333
Просмотров:
7
Послать статью по эл. почте 