Condensarea Bose-Einstein a excitonilor in semiconductori şi a atomilor în capcane

Director de proiect, gradul ştiinţific Codul (cifrul) proiectuluiInstituţia executoareTipul proiectuluiDirecţia strategicăCaracterul cercetărilorTermenul de realizareRezultatele preconizateAlocaţii bugetareCofinanţare
dr.hab Moscalenco Sveatoslav Anatolie
11.817.05.01F
Institutul de Fizică Aplicată al AŞM
Proiecte de cercetare ştiinţifică fundamentală şi cercetare ştiinţifică aplicativă (instituţionale)
Materiale, tehnologii şi produse inovativeFundamental2011-01-01 - 2014-12-31
2011
Vor fi determinate legile de dispersie a ramurilor excitaţiilor colective elementare care apar într-un sistem de excitoni magnetici bidimensionali în stare de condensare Bose-Einstein (CBE) cu diferiţi vectori de undă luând în considerare nivelele excitate Landau şi stările excitate coerente. Hamiltonianul suplimentar de interacţiune indirectă va fi exprimat prin operatori integrali biparticuli, cum sunt operatorii de creare şi anihilare a excitonilor şi operatorilor densităţii ce descriu oscilaţiile plasmonice optice şi acustice. În cadrul acestor operatori biparticuli integrali vor fi construite ecuaţiile de mişcare, vor fi determinate funcţiile lui Green şi elaborată teoria perturbaţiilor. În calitate de parametru infinitezimal al teoriei perturbaţiilor elaborate de autorii proiectului este introdusă expresia v2(1-v2), unde v2 este factorul de umplere al nivelelor Landau cele mai de jos (NLJ), iar factorul (1-v2) reflectă efectul de umplere a spaţiului de fază. Concomitent cu ramurile excitonice şi plasmonice vor fi studiate şi ramurile excitaţiilor mixte aşa cum sunt excitaţiile exciton-plasmonice şi excitaţiile a doi excitoni. Vor fi obţinute soluţiile analitice ale unui sistem de ecuaţii care descriu evoluţia în timp a densităţilor atomilor şi moleculelor în procesul de conversie. Vor fi determinate frecvenţele şi amplitudinile oscilaţiilor de nutaţie în diferite variante de conversie. Se presupune perfecţionarea instalaţiei, introducând fotografierea digitală a impulsurilor de lumină.
2012
Va fi dedus spectrul energetic al cuantificării Landau a electronilor și golurilor bidimensionali în dependenţă de intensitatea câmpului magnetic, gradul de chiralitate şi de abatere de la legea de dispersie parabolică iniţială. Vor fi determinate condiţiile de intersecţie şi de coincidenţă a două nivele Landau cele mai de jos şi influenţa lor asupra spectrului energetic al excitonilor magnetici bidimensionali. Vor fi studiate procesele periodice şi aperiodice ale conversiei atomico-moleculare în condiţiile de Condensare Bose-Einstein şi rezonanţă Feshbach dintre nivelele stării de bază a doi atomi şi starea excitată a moleculei compuse din ei. Procesul de conversie este indus de amplitudinile coerente macroscopice ale atomilor și moleculelor în lipsa procesului de împrăștiere indusă Raman a două fascicule de lumină, ceea ce este mai simplu de dirijat în comparaţie cu procesul de fotoasociaţie. Vor fi studiate spectrele de luminescenţă ale excitonilor şi biexcitonilor în punctele cuantice de tip CdSe/ZnS, folosind metodele cineticii spectrale desfășurate timp de picosecunde.
2013
Va fi dedus Hamiltonianul de interacţiune dintre excitonii magnetici bidimensionali (2D) localizaţi pe suprafaţa stratului de semiconductor supus acţiunii unui câmp magnetic perpendicular puternic, cu fotonii care se propagă în direcţii arbitrare în spaţiul 3D, cu polarizări circulare şi frecvenţe capabile să excite în semiconductor tranziţii optice inter-bandă. Se aşteaptă că vom avea frecvenţa Rabi şi coeficienţii de interacţiune proporţionali cu elementele de matrice între banda de valenţă şi de conductibilitate Pcv, cu produsele scalare între vectorii polarizărilor circulare ai fotonilor şi ai excitonilor magnetici 2D. Tranziţiile dipolar-active vor avea loc atunci când numerele cuantice ne şi nh ale nivelelor de cuantifi care Landau pentru electroni şi goluri coincid (ne=nh). Va fi dedusă legea de dispersie a polaritonilor magnetici bidimensionali excitaţi în microcavitate folosind frecvenţa Rabi discutată mai sus. Va fi dedusă o ecuaţie diferenţială-neliniară care descrie procesele dinamice cu participarea polaritonilor de pompare în microcavităţi luând în consideraţie interacţiunile elastice între particule. Vor fi obţinute soluţii analitice exacte care determină densităţile polaritonilor coerenţi pompaţi şi împrăştiaţi. Va fi demonstrat faptul ca densităţile polaritonilor coerenţi variază în timp, în mod periodic şi aperiodic astfel încât amplitudinile de oscilare şi perioada lor depind esenţial de densitatea iniţială a polaritonilor. Va fi evidenţiat un parametru caracteristic alnelinearităţii, variaţiile căruia în jurul unei valori critice aduc la schimbări drastice în sistem. În aşa conditii au loc tranziţii de la un regim periodic la alt regim periodic cu diferite perioade şi amplitudini prin intermediul unui proces aperiodic. Acest fenomen este interpretat ca un proces de autocapturare a polaritonilor în microrezonator. Va fi analizată multitudinea datelor experimentale acumulate în revistele de specialitate referitoare la tranziţiile optice şi energiile de creare a excitonilor în punctele cuantice de semiconductor cu bandă interzisă directă. Vor fi evidenţiaţi parametrii principali care determină dependenţele acestor energii de componenţa, dimensiunea şi învelişul punctelor cuantice. Va fi propusă în mod fenomenologic o funcţie analitică care ar descrie dependenţele existente şi ar permite determinarea mai exactă a dimensiunilor punctelor cuantice.
2014
Va fi demonstrat că transformarea de tip Keldâsh-Kozlov-Kapaev, ce distruge simetria continuă de etalonare a Hamiltonianului și introduce starea de CBE a polaritonilor magnetici 2D, se factorizează în formă de produs a două transformări unitare. Una acționează în subsistemul excitonilor magnetici și aduce la transformarea de tip u-v a lui Bogoliubov a operatorilor uniparticuli ai electronilor și golurilor, cât și a operatorilor integrali biparticuli. În ambele cazuri va fi dedusă dependența coeficienților u-v de factorul de umplere a nivelelor de cuantificare Landau. Va fi demonstrat că a doua transformare unitară ce acționează în subspațiul fotonilor este echivalentă cu transformarea canonică de deplasare a lui Bogoliubov și determină componenta fotonică a condensatului polaritonic. Va fi demonstrat că în prezența CBE apar stări noi cuantice mixte ale excitonilor magnetici și ale plasmonilor acustici care se exprimă prin superpoziții coerente ale operatorilor corespunzători. Vor fi deduse noi proprietăți ale oscilațiilor nelineare care apar în cadrul oscilatorului parametric cu participarea polaritonilor de pompare și celor împrăștiați. Vor fi studiate dependențele spectrelor emisiei spontane a punctelor cuantice de tip CdSe/ZnS de intensitatea impulsurilor scurte a luminii laser de excitare.
2011
735.5
2012
842.0
2013
890.0
2014
1078.2
2011
0.0
2012
0.0
2013
0.0
2014
0.0