Университет XXI века: научное измерение

Физика, математика и информатика 499 а X k , c – скорости затухания экситонов и фотонов, ' R ω – частота расще- пления Раби. Нижняя и верхняя ветви поляритона дают для дисперсии такие виды: ( ) ( ) 2 2 , 1 1 ( ') 2 2 LP UP C ex C ex R k k k ω ω ω ω ω ω = + ± − +         (4) При нормальном падении поляритоны оказываются наполовину светом, наполовину материальными частицами. Если взаимодействие экситонов и фо- тонов сильное, то (нижняя ветвь) и масса поляритонов мала ~ 5 0 10 m − . Дисперсия нижней ветви будет близка к дисперсии двумерных экситонов, которые имеют большую массу и плотность. Верхняя ветвь станет при увеличении волнового вектора все более фотоноподобной. Время жизни поляритонов мало и не пре- вышает 10 15 p пс τ ≈ − . Различие между экситон-поляритонным бозе-конденсатом и лазером связано с когерентностью. В лазере частота когерентного света опре- деляется его длиной и показателем . Электронно-дырочная плотность излуче- ния будет меньше, чем у лазера. Экситонные поляритоны имеют два различных порога возникновения когерентного излучения: один для поляритонов и другой для лазера. Перестраивается энергия экситона квантовой ямы относительно фо- тонной моды. Сдвиг энергии поляритона происходит в том же направлении и в таких же масштабах, как и экситонного состояния, что свидетельствует об эк- ситонном формировании конденсата (рис. 2). В лазерном состоянии когерент- ное излучение имеет место на частоте фотона, у которой нет сдвига. Рис. 2. Переход между поляритоном и лазером Оптически активные экситоны на тяжелых дырках двукратно вырождены спину : 1, z S = ± а противоположные направления поляризации света в плоскости квантовой ямы σ + и σ − , соответствующие вращениям вектора поляризации электрического поля световой волны. Это следствие спина электрона 1 / 2 ±