Propriétés quantiques des polaritons d'excitons

par Amit Vashisht

Projet de thèse en Physique de la Matière Condensée et du Rayonnement

Sous la direction de Anna Minguzzi.

Thèses en préparation à Grenoble Alpes , dans le cadre de Physique , en partenariat avec Laboratoire de Physique et de Modélisation des Milieux Condensés (laboratoire) depuis le 01-03-2019 .


  • Résumé

    Excitons Les polaritons dans des microcavités semi-conductrices constituent une plate-forme polyvalente pour étudier et observer de nouveaux phénomènes quantiques quantiques dans un système thermodynamique ouvert non trivial. Les microcavités semi-conductrices de ce régime de couplage exciton-photon puissant ont été témoins de la condensation de Bose-Einstein (BEC) du fluide polariton dans un environnement dissipatif non équilibré en raison de l'équilibre dynamique entre le pompage de photons et les pertes, contrairement BEC où il est réalisé par équilibrage thermique. En utilisant cette plateforme passionnante, nous souhaitons atteindre trois objectifs: - Simuler un analogue quantique d'un trou blanc qui est une région de l'espace-temps dans laquelle on ne peut pas entrer depuis l'extérieur, mais où la lumière et la matière peuvent en sortir, l'inverse d'un trou noir par essence. Étudier la thermodynamique quantique pour les polaritons d'excitons et le dispositif, un moteur thermique quantique pouvant être utilisé pour convertir l'énergie mécanique (l'énergie cinétique du flux de polaritons) en énergie thermique (champ de rayonnement de la désintégration des polaritons) à l'échelle nanométrique. Démontrer des corrélations non classiques dans les polaritons d'excitons. Nous étudierons le spectre des photons émis par la désintégration des polaritons et rechercherons les effets dus aux fluctuations quantiques dans la région spatiale où la densité de condensat varie rapidement. Nous travaillerons en étroite collaboration avec notre groupe expérimental de l'Institut Neel de Grenoble et utiliserons des méthodes de modélisation numérique pour simuler et analyser théoriquement leurs expériences et leurs observations.

  • Titre traduit

    Quantum Properties of Exciton Polaritons


  • Résumé

    Excitons Polaritons in semiconductor microcavities provide a versatile platform to study and observe novel quantum many body phenomena in a non trivial open thermodynamic system. Semiconductor micro cavities in this strong exciton-photon coupling regime has witnessed Bose-Einstein Condensation (BEC) of the polariton fluid in a non equilibrium driven dissipative environment because of the dynamical balance between photon pumping and losses which is in contrast to the case in atomic BEC where it is achieved by thermal equilibriation. Using this exciting platform we wish to achieve three objectives:- To simulate a quantum analogue of a white hole which is a region in space-time which cannot be entered from outside but light and matter can escape from it, an inverse of a black hole in essence. To study the quantum thermodynamics for exciton polaritons and device a quantum thermal engine which can be used to convert mechanical energy (the kinetic energy of polariton flow) into thermal energy (radiation field of the polariton decay) at a nanometer scale. To demonstrate non-classical correlations in exciton polaritons. We will study the spectrum of photons emitted by the decay of polaritons and search for effects due to quantum fluctuations in the spatial region where the condensate density is rapidly varying. We will work in close collaboration with our experimental group at the Neel Institute in Grenoble and will employ numerical modelling methods to theoretically simulate and analyze their experiment and observations.