КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 20-72-10145
НазваниеОрганическая поляритоника: исследование нелинейных взаимодействий и квантовых эффектов Бозе-конденсатов френкелевских экситон-поляритонов.
Руководитель Шишков Владислав Юрьевич,
Организация финансирования, регион Автономная некоммерческая образовательная организация высшего образования «Сколковский институт науки и технологий» , г Москва
Конкурс №50 - Конкурс 2020 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-302 - Когерентная и нелинейная оптика
Ключевые слова Френкелевские экситон-поляритонов, Бозе-конденсат, экситоны Френкеля, сильная связь, органические микрорезонаторы, сверхтекучесть поляритонов, нелинейная динамика конденсатов, распространение Бозе-конденсатов, взаимодействие поляритонных конденсатов, оптические решетки, оптическая логика, оптические вычислительные устройства
Код ГРНТИ29.00.00
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Настоящий проект направлен на установление механизмов распространения и взаимодействия Бозе-конденсатов френкелевских экситон-поляритонов в органических микрорезонаторах. Экситон-поляритоны это квазичастицы, возникающие в микрорезонаторах с сильным взаимодействием света и вещества. В настоящий момент физика поляритонов в значительной степени исследована в неорганических материалах на основе III-V полупроводников, где оптическое возбуждение приводит к формированию экситонов Ванье-Мотта с боровским радиусом многократно превышающим постоянную решетки в полупроводнике. Данная особенность наделяет поляритоны способностью взаимодействовать друг с другом, что открывает уникальные экспериментальные возможности для наблюдения Бозе-Эйнштейновской конденсации, сверхтекучести, топологически защищенных состояний, спиновой мультистабильности, поляритонной блокады и многих других явлений, прежде доступных исключительно при охлаждении сред до экстремально низких температур. В отличие от неорганических полупроводников, экситоны в органических материалах являются сильно локализованными и обладают высокой энергией связи (~0,5 эВ). Такие экситоны также известны как экситоны Френкеля. В режиме сильного взаимодействия света с органическим веществом в микрорезонаторе возникают новые состояния - френкелевские экситон-поляритоны. Благодаря высокой энергии экситон-фотонной связи поляритоны в органических материалах остаются стабильными при значительных тепловые флуктуациях, присущих высоким температурам (>300K). Несмотря на значительные успехи в физике френкелевских экситон-поляритонов: в частности, экспериментально реализованы Бозе-конденсат и сверхтекучесть поляритонов при комнатной температуре, фундаментальные причины и следствия динамики процесса Бозе-конденсации в органических системах остаются плохо изученными. Вместе с тем, процесс конденсации играет определяющую роль в понимании коллективных явлений в поляритонных системах на основе органических материалов. Это является важным не только с фундаментальной, но и с практической точки зрения, поскольку данные знания необходимы для развития оптоэлектронных устройств, работающих на принципах сильной связи света с веществом при комнатной температуре. Усилия коллектива будут сфокусированны на решении следующих научных проблем: установление микроскопических механизмов стимулированной и спонтанной конденсации поляритонов, определение динамики процессов и исследовании квантовых явлений, связанных с конденсацией и нетривиальными корреляциями между отдельными поляритонными и экситонными состояниями; установление механизмов распространения когерентных поляритонных потоков и поиск режимов для наблюдения межконденсатного взаимодействия в системах с фенкелевсикими экситон-поляритонами. Особенность проекта состоит в применении передовых экспериментальных методов изучения поляритонных Бозе-конденсатов, многие из которых развиты и впервые реализованы авторами Проекта, а также использовании оригинальных теоретических подходов для интерпретации экспериментальных данных, установлении механизмов и построении моделей, описывающих процесс конденсации, распространение и взаимодействие Бозе-конденсатов френкелевксих экситон-поляритонов в органических материалах. Данные исследования будут проведены впервые, и позволят заложить физические основы поляритоники, работающей в нормальных условиях.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ