Мы используем cookie файлы.
Пользуясь сайтом, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности.

Сколник Морис Великобритания
Номер договора
14.Y26.31.0015
Период реализации проекта
2017-2021

По данным на 01.11.2022

14
Количество специалистов
108
научных публикаций
4
Объектов интеллектуальной собственности
Общая информация

Сотрудники лаборатории изучают оптические и транспортные свойства квазичастиц, являющихся суперпозицией света с веществом, поляритонов, сформированных в низкоразмерных полупроводниковых структурах в режиме сильной связи. Результаты исследований позволят разработать и реализовать новые малопотребляющие оптоэлектронные когерентные устройства для передачи и обработки оптической информации при комнатной температуре. 

Название проекта: Гибридные состояния света в веществе в низкоразмерных квантовых материалах с заданными характеристиками

Цели и задачи

Направления исследований: Квантовый транспорт и режим сильной связи свет-вещество в низкоразмерных материалах

Цель проекта: Изучение оптических и транспортных свойств квазичастиц, являющихся суперпозицией света с веществом, поляритонов, сформированных в низкоразмерных полупроводниковых структурах в режиме сильной связи


Практическое значение исследования
Научные результаты:

  1. Исследована модовая структура поляритонной решетки с симметрией Либа. Экспериментально наблюдалась конденсация экситон-поляритонов в плоские энергетические зоны.

  2. Исследован фазовый переход от поляритонных солитонов к Бозе-конденсату поляритонов в одномерной поляритонной системе.

  3. Разработаны и отлажены технологии создания образцов двумерных Ван-дер-Ваальсовых материалов, гетероструктур и электрически перестраиваемых устройств на их основе, а также технологии интеграции двумерных материалов с нанофотонными резонаторами и волноводами.

  4. Исследовано влияние точечного напряжения на энергетический сдвиг экситонных резонансов в монослоях дихалкогенидов переходных металлов.

  5. Экспериментально и теоретически исследованы нелинейно-оптические свойства гибридных двумерных чип-совместимых структур на основе монослоев MoSe2, WSe2 и WS2 в режиме сильной связи свет-вещество и продемонстрированы высокие значения нелинейности, которые делают возможным создание в будущем новых типов транзисторов на экситонных поляритонах.

  6. Исследована модовая структура экситон-поляритонов в волноводе на базе GaN с квантовыми ямами. Продемонстрировано существование экситон-поляритонов при комнатных температурах.

  7. Исследованы нелинейные оптические свойства структурированных нанопленок органо-неорганических перовскитов MAPbI3 и MAPbBr3 в режиме сильной связи свет-вещество. Показано, что сильные поляронные эффекты образом модифицируют экситонные свойства, что приводит к дальнейшему усилению нелинейности. Обнаружены рекордно высокие спектральные сдвиги в экситон-поляритонном спектре более 19 мэВ.

  8. В образцах скрученных гетероструктур на основе сплавов атомарно тонких полупроводников экспериментально обнаружены и исследованы экситонные возбуждения с долгоживущей спин-долинной поляризацией.

  9. Теоретически предсказаны эффекты сверхбыстрого переключения магнитных доменов в двумерных ферромагнитных материалах CrI3.

  10. Разработана новая экспериментальная методика и созданы прототипы квантовых источников одиночных фотонов на основе локально деформированных монослоев двумерных полупроводников на гибких полимерных подложках.

Внедрение результатов исследования:

  • Подана заявка на полезную модель: Долинный транзистор.
  • Подана заявка и получен патент на полезную модель: Устройство и способ для прецизионного переноса слоев атомарно тонких материалов любой площади на планарные подложки.
  • Подана заявка и получен патент на полезную модель: Источник одиночных фотонов на основе двумерного полупроводника с излучением в нанофотонный волновод.
  • Подана заявка на полезную модель: Защитная метка.

Образование и переподготовка кадров:

Защиты: 4 кандидатских диссертации, 4 докторских диссертации, 7 выпускных квалификационных работ студентов.

В рамках реализации проекта на физическом факультете университета ИТМО открыта новая международная магистерская программа «Quantum Materials» (реализуется на английском языке). В учебный план программы включен ряд оригинальных курсов, читаемых сотрудниками лаборатории, и основанных во многом на научной тематике проекта, а именно «physics of low-dimensional materials», «light-matter coupling», «Introduction to many body quantum physics».

Сотрудничество:

  • Университет Шеффилда (Великобритания), Новосибирский государственный технический университет (Россия): совместные исследования.

  • Foundation for Research and Technology - Hellas (Греция), Наньянский технологический университет (Сингапур): студенческие обмены, совместные исследования.
  • Институт физики твердого тела РАН (Россия): совместные исследования.

  • Московский физико-технический институт, Сколковский институт науки и технологий (Россия): совместные воркшопы и конференции.

Скрыть Показать полностью
Aniruddha Bhattacharya, Md Zunaid Baten, Ivan Iorsh, Thomas Frost, Alexey Kavokin, and Pallab Bhattacharya
Room-Temperature Spin Polariton Diode Laser, Phys. Rev. Lett. August 2017 (119, 067701)
V. K. Kozin, V. A. Shabashov, A. V. Kavokin, and I. A. Shelykh
Anomalous Exciton Hall Effect, Phys. Rev. Lett. January 2021( 126, 036801)
Фотоальбомы
Вторник , 03.12.2019
Другие лаборатории и ученые
Лаборатория, принимающая организация
Область наук
Город
Приглашенный ученый
Период реализации проекта
Лаборатория кристаллофотоники

Санкт-Петербургский государственный университет - (СПбГУ)

Физика

Санкт-Петербург

Стомпос Константинос

Греция

2022-2024

Лаборатория детекторов синхротронного излучения

Томский государственный университет (НИУ) - (ТГУ)

Физика

Томск

Шехтман Лев Исаевич

Россия

2022-2024

Лаборатория «Квантовая инженерия света»

Южно-Уральский государственный университет (НИУ) - (ЮУрГУ (НИУ))

Физика

Челябинск

Кулик Сергей Павлович

Россия

2022-2024