Когерентность Конденсата Поляритонов В Планарных Микрорезонаторах В Магнитном Поле

Abstract

В планарных GaAs-микрорезонаторах в магнитном поле до 5 Тл, перпендикулярном плоскости роста структур, в условиях резонансной импульсной накачки в точку, близкую к точке перегиба нижней дисперси-онной кривой, наблюдается зеемановское расщепление спиновых подуровней конденсата поляритонов. Оно сопровождается значительным изменением степени циркулярной поляризации и коррелятора 2-го порядка g 2 (0). Оказалось, что коррелятор отличается для расщепленных в магнитном поле спиновых подуровней поляритонного конденсата. В частности, измерения коррелятора свидетельствуют о различии в порогах конденсации для спиновых подуровней. Изначально отличающиеся в отсутствие поля значения коррелятора растут, достигая максимального значения, а затем уменьшаются и сравниваются между собой для разных поляризаций в поле 5 Тл. ВведениеНаличие у поляритонов спина приводит к тому, что свойства поляритонного конденсата существенно отли-чаются от свойств конденсата безспиновых частиц, и от-ветственно за ряд новых эффектов. В первую очередь это связано с поляритон-поляритонным взаимодействием, которое зависит от взаимной ориентации спинов поля-ритонов таким образом, что частицы с сонаправленными спинами отталкиваются, тогда как между частицами с противоположно направленными спинами существует слабое притяжение [1].Поляритон-поляритонное взаимодействие приводит к интересному эффекту, предсказанному в [2], -подавле-нию зеемановского расщепления поляритонных уровней в слабых магнитных полях в условиях термодинами-ческого равновесия. Это предсказание породило значи-тельный интерес к магнитооптическим исследованиям конденсата поляритонов. В работе [3] докладывалось об экспериментальном наблюдении подавления зееманов-ского расщепления, однако при этом поведение степени циркулярной поляризации фотолюминесценции (ФЛ) не соответствовало теории. Дальнейшие исследования по-казали, что еще одним существенным фактором, влияю-щим на поведение поляритонной системы в магнитном поле, является скорость спиновой релаксации. Напри-мер, отсутствие спинового равновесия между расщеп-ленными магнитным полем спиновыми подуровнями си-стемы поляритонов может привести к изменению знака зеемановского расщепления, что наблюдалось в рабо-те [4]. Этот эффект оказалось возможным объяснить, предположив отсутствие равновесия между спиновыми подуровнями конденсата. Однако предложенная в [4] модель позволила получить лишь качественное согласие между экспериментом и теорией, что указывает на то, что исследования свойств неравновесного конденсата в магнитном поле сохраняют свою актуальность. В этой связи стоит упомянуть работу [5], где предлагается интерферометр для детектирования фазы Берри, а так-же работу [6], в которой предсказывается зависимость свойств полувихрей в поляритонном конденсате от магнитного поля. Эти предсказания пока не нашли экспериментальной проверки.В данной работе, в дополнение к измерениям ФЛ, представлены результаты исследований когерентных свойств конденсата поляритонов и анализ зависимо-сти коррелятора 2-го порядка g (2) (0) от магнитного поля. Измерени...