CC BY
0СПИНОВЫЙ ХАОС ПОЛЯРИТОНОВ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ
Гаврилов С. С.1'2'*, Ипатов Н. Н.1'2 , Кулаковский В. Д.1
хИнститут физики твердого тела им Ю.А. Осипьяна РАН, г. Черноголовка,
Российская Федерация 2Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»,
Москва, Российская Федерация *e-mail: gavr_ss@issp.ac.ru
Теоретически исследованы спиновые свойства экситонных поляритонов в ре-зонаторном микростолбике, находящемся в постоянном магнитном поле и возбуждаемом резонансной световой волной. Благодаря эффекту Зеемана у нелинейной поляритонной системы существуют две ветви оптического отклика, характеризующиеся противоположными знаками циркулярной поляризации [1]. Предсказан непрямой механизм инверсии поляризации, в соответствии с которым текущее состояние системы испытывает переход к динамическому хаосу, после чего альтернативное спиновое состояние устанавливается спонтанным образом. Такой механизм позволяет достичь практически однозначного соответствия между интенсивностью внешней световой волны, возбуждающей поляритоны, и знаком циркулярной поляризации излучения, причем как в непрерывном, так и в импульсном режиме возбуждения. Поскольку переход между стационарными состояниями опосредуется промежуточным хаотическим этапом, он не имеет точно определенной длительности. Тем не менее, расчеты показали, что для характерных параметров микростолбика размером 2 мкм на основе GaAs события спиновых переключений достаточно надежно регистрируются на масштабе 10 наносекунд при времени жизни поляритона порядка 10 пикосекунд [2].
Динамический хаос возможен при условии линейной связи спиновых компонент поляритонов (^ш > 0), что подразумевает латеральную анизотропию системы (в дополнение к обычному парному взаимодействию поляритонов с параллельными спинами). Фактически при этом важны только отношения и зеемановского расщепления gmagn к спектральной ширине линии, которая определяется добротностью резонатора, поэтому все технические ограничения, касающиеся анизотропии системы или необходимой напряженности магнитного поля, с увеличением добротности ослабляются.
Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда, грант № 23 -22-00455.
Литература
1. Gavrilov S. S. etal. // Physical Review B. - 2013. - V. 87. - P. 201303.
2. Гаврилов С.С., Ипатов Н.Н., Кулаковский В.Д. // Письма в ЖЭТФ. - 2023. - Т. 118. -№ 9. - С. 649-655.
