2017 Fiscal Year Annual Research Report
Control of exciton-polariton condensation in copper-halide microcavities
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15H03678
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
中山 正昭 大阪市立大学, 大学院工学研究科, 教授 (30172480)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | マイクロキャビティ / 銅ハライド / 励起子ポラリトン凝縮 / 発光特性 / 角度分解発光分光法 / ポラリトン凝縮体分散関係 / 非平衡凝縮 / 拡散型ゴールドストーンモード |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1. 銅ハライド（CuBr、CuI、及び、CuCl）を活性層としたHfO2/SiO2分布ブラッグ反射鏡型マイクロキャビティを系統的に作製し、全ての試料の励起子ポラリトンの基礎特性（分散関係、ラビ分裂エネルギー、離調度、光閉じ込め係数：Q値）について、角度分解反射分光法から得られた励起子ポラリトンエネルギーの入射角度依存性を励起子－光子強結合に関する現象論的ハミルトニアンを用いて定量的に解析した。CuIマイクロキャビティでは、本研究で励起子ポラリトン凝縮が確実に実現できているCuBrマイクロキャビティと同品位の試料を作製することに成功したが、定常的なポラリトン凝縮は観測されなかった。
2. CuBrマイクロキャビティを対象として、励起子ポラリトン凝縮の制御という観点から研究を行い、以下の成果が得られた。まず、離調度（面内波数ベクトルk=0におけるキャビティ光子と最低エネルギー励起子のエネルギー差）を約-20meV～約+50meVまで系統的に変化させた試料を作製し、77Kでの発光をプローブとしてポラリトン凝縮を測定した結果、離調度が+5meV近傍で凝縮の閾値励起強度が最小となることが明らかとなった。このことは、ポラリトンを構成する励起子と光子の構成比がほぼ等しい場合に凝縮が生じやすいことを意味している。次に、ポラリトン凝縮の温度依存性に関して、10K～140Kまでの温度領域において凝縮が生じることを確認した。さらに、角度分解発光分光法を用いて測定した凝縮体分散関係が、全ての温度領域において非平衡凝縮特有の拡散型Goldstoneモードの特性をユニバーサルに示すことを明らかにした。また、凝縮体分散関係の解析から、拡散型Goldstoneモードの有効緩和速度が温度の上昇に伴って増大することを見出した。このことは、温度上昇により凝縮体の非平衡性が大きくなっていることを示している。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(5 results)
