(a) El esquema experimental. (b) Dispersión esquemática de energía-momento para el microalambre de ZnO. Dos fotones del pulso de control de 700 nm inducen la dispersión estimulada del condensado de polaritón formado alrededor de k// =0 en la rama LP. El fotón inactivo tiene una longitud de onda larga de 3,4 μm. (c) El espectro de PL resuelto en ángulo integrado obtenido a 350 nm a la fluencia de la bomba de aproximadamente 7,0 × 10 −4 J/cm 2 . La dependencia de la fluencia de la bomba de (d) la ocupación del estado fundamental, el ancho de línea de emisión y (e) la energía en el máximo de los espectros de emisión PL. (f) El espectro de PL resuelto en ángulo integrado obtenido para la excitación a 700 nm a la fluencia de 3.4×10 −3 J/cm 2 . Crédito:Cartas de revisión física (2022). DOI:10.1103/PhysRevLett.129.057402
Un equipo de investigadores afiliados a una serie de instituciones en China ha desarrollado un interruptor optoelectrónico ultrarrápido utilizando un condensado de polaritones de Bose-Einstein. Publicaron su trabajo en la revista Physical Review Letters .
A medida que los científicos buscan formas de crear dispositivos más rápidos, han recurrido a la luz como medio de transferencia de información en lugar de a los electrones. Para crear tales dispositivos, se deben desarrollar interruptores que puedan manejar el medio más rápido que opera en frecuencias ópticas. En este nuevo esfuerzo, los investigadores diseñaron y construyeron un interruptor de este tipo, uno que permite el procesamiento en el rango de terahercios.
Para construir su nuevo interruptor, los investigadores consideraron los polaritones como un mecanismo de cambio. Los polaritones son cuasipartículas que se pueden crear usando fotones y excitones, y se pueden usar para crear condensados de Bose-Einstein que se componen de partículas que existen en un solo estado cuántico. Los polaritones emiten luz, que es una parte necesaria de un interruptor óptico. Los investigadores notaron que un condensado de Bose-Einstein hecho con polaritones podría actuar como un láser de polaritones, otra característica útil en un interruptor óptico. Los investigadores también notaron que algunos semiconductores, como el óxido de zinc, pueden contener excitones a temperatura ambiente, una característica muy útil.
Para crear su interruptor, los investigadores comenzaron con una muestra de óxido de zinc, dentro de la cual existían microcavidades. Disparar un pulso de bomba ultravioleta en una cavidad durante unos pocos femtosegundos resultó en un destello de luz del condensado de Bose-Einstein en el interior, que duró el mismo período de tiempo. Más importante aún, apagar el láser resultó en apagar el destello de luz muy rápidamente, 1000 veces más rápido que otros interruptores optoeléctricos. Esto se debió a la rápida tasa de extinción de la población de polaritones. El tiempo que tarda un interruptor óptico en pasar de encendido a apagado y viceversa constituye una de sus características más importantes, y se descubrió que la tasa de este nuevo dispositivo es varios órdenes de magnitud mejor que otros interruptores polaritón que se han desarrollado hasta ahora. :Suficientemente bueno para poner los dispositivos que usan un interruptor de este tipo en el rango de terahercios.
© 2022 Red Ciencia X Los físicos demuestran la condensación polariton Bose-Einstein utilizando una guía de ondas plana
