Naukowcy z Uniwersytetu Warszawskiego, Wojskowej Akademii Technicznej, CNR Nanotec, Uniwersytetu w Southampton i Uniwersytetu Islandzkiego zaprojektowali nowy system fotoniczny o elektrycznie dostrojonych cechach topologicznych, zbudowany z perowskitów i ciekłych kryształów. Nowy system można wykorzystać do tworzenia wydajnych źródeł światła.1
– Zauważyliśmy, że perowskity dwuwymiarowe są bardzo stabilne w temperaturze pokojowej, mają wysoką energię wiązania ekscytonów i wysoką wydajność kwantową – opisuje doktorantka Karolina Lempicka-Mirek z Wydziału Fizyki UW, pierwsza autorka publikacji – Te szczególne właściwości można wykorzystać w budowie wydajnych i niekonwencjonalnych źródeł światła. Jest to ważne dla zastosowań w nowych systemach fotonicznych. – W szczególności planowane jest wykorzystanie perowskitów do przetwarzania informacji o wysokiej efektywności energetycznej – dodaje dr hab. Barbara Piętka z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego.2
Naukowcy odnieśli sukces i udało im się stworzyć system w którym ekscytony w dwuwymiarowym perowskicie były silnie sprzężone z fotonami uwięzionymi w dwójłomnej strukturze fotonicznej: dwuwymiarowej wnęce optycznej wypełnionej ciekłym kryształem.2
– W takim reżimie powstają nowe quasicząstki: polarytony ekscytonowe, które znane są przede wszystkim z możliwości przejścia fazowego do nierównowagowego kondensatu Bosego-Einsteina, powstawania stanów nadciekłych w temperaturze pokojowej oraz silnej emisji światła zbliżonej do światła laserowego. – wytłumaczyła dr hab. Barbara Piętka.2
Jak wyjaśnił dr Mateusz Król, student Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego, ich system okazał się idealną platformą do wytwarzania fotonicznych pasm energii o niezerowej krzywiźnie Berry’ego i badania optycznych efektów spin-orbita naśladujących te obserwowane wcześniej w fizyce półprzewodników w temperaturach kriogenicznych. Ponadto udało im się odtworzyć sprzężenie spinowo-orbitalne Rashby-Dresselhausa w reżimie silnego sprzężenia światło-materia w temperaturze pokojowej.2
Struktura fotoniczna opracowana w tej pracy, wykorzystująca sprzężenie spin-orbita i właściwości polarytonów, otwiera drogę do badania stanów topologicznych płynów świetlnych w temperaturze pokojowej – wyjaśnia Jacek Szczytko z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego. – Ponadto może znaleźć zastosowanie w optycznych sieciach neuromorficznych, gdzie konieczna jest precyzyjna kontrola nieliniowych właściwości fotonów” – dodaje dr hab. Barbara Piętka.2
Fot. https://www.researchgate.net/profile/Karolina-Lempicka-Mirek
