CC BY
0Влияние потенциала беспорядка на динамику резонансно возбужденных некогерентных экситонных поляритонов в высокодобротных GaAs
микрорезонаторах
А.А.Деменев,* С.Н.Терешко, Н.А.Гиппиус, В.Д.Кулаковский
ИФТТРАН им. Ю.А. Осипьяна, 142432, Московская обл., Черноголовка, ул. Академика
Осипьяна, д.2
*е-таИ: demenev@issp.ac.ru и
Конденсация экситонных поляритонов (ЭП) в планарных микрорезонаторах (МР) широко изучена при межзонном возбуждении, когда конденсат на дне поляритонной зоны образуется вследствие стимулированного рассеяния экситонов из долгоживущего экситонного резервуара. Однако, исследования конденсации ЭП в отсутствие экситонного резервуара из-за большого времени их энергетической релаксации стали возможны лишь недавно, после появления высокодобротных МР с временем жизни ЭП tlp>100 пс. В работах [1,2] было показано, что процесс конденсации частиц в бозонной системе имеет три стадии: релаксация в когерентную область, где кинетическая энергия частицы Ekin имеет порядок ее энергии взаимодействия Eint с другими частицами, формирование "квазиконденсата" (сглаживание колебаний плотности) и, затем, "истинного конденсата" с установлением дальнего порядка.
В настоящей работе исследовано влияние потенциала беспорядка на динамику ЭП в импульсном (k-) пространстве и формирование пространственной когерентности в изначально некогерентной ЭП системе в высокодобротном 2X-GaAs/AlAs МР с In0.05Ga0.95As квантовыми ямами при резонансном возбуждении пс импульсами с большой угловой апертурой (~22o) без возбуждения экситонного резервуара. Лазерные им-пульсы генерировали ЭП систему выше дна нижней поляритонной ветки на 0.2 - 0.7 мэВ при 2 K с плотностью до n~10n см-2, превышающей пороговую для Бозе-конденсации ЭП на 3.5 порядка.
Найдено, что в присутствии случайного потенциала распределение возбужденных ЭП в k-пространстве быстро стабилизируется, хотя система ещё далека от теплового равновесия. Распределение хорошо описывается в рамках линейных уравнений Шрёдингера с учетом только потенциала беспорядка (5Elp) и конечного tlp вплоть до плотностей -1011 см-2 в газе ЭП с энергией межчастичного взаимодействия Eint, меньшей 0.25Elp и 0.1<Ekin>. В то же время влияние межчастичного взаимодействия на формирование пространственной когерентности при E int~0.25ELP уже весьма существенно: в МР с 5Elp =0.15 мэВ в ЭП системе с п=7х1010 см-2 (Eint~0.03 мэВ) длина когерентности Lc при t=160 пс возрастает до 5.3 мкм, тогда как в классическом некогерентном Бозе-газе ЭП с таким же распределением в k-пространстве она равна 3.6 мкм.
Работа выполнена в рамках госзадания ИФТТ РАН.
Литература
[1] Yu.M. Kagan, B.V. Svistunov, and G.V. Shlyapnikov, Sov. Phys. JETP, 75, 387 (1992).
[2] Yu. Kagan and B.V. Svistunov, Sov. Phys. JETP, 78, 187 (1994).
