Polariton Wiederholung der klassischen Dispersionsrelation

Präsentation zum Thema: "Polariton Wiederholung der klassischen Dispersionsrelation"—  Präsentation transkript:

1 Polariton Wiederholung der klassischen Dispersionsrelation
Seminar – Jan Brandt, Christian Sandfort Polariton Wiederholung der klassischen Dispersionsrelation Polariton-Hamiltonian in 2. Quantisierung Dämpfung Das Quadrupol-Polariton Experimente zum Polariton

2 Das Polariton WW zwischen Kristallanregung und Strahlungsfeld im Kristall nicht mehr vernachlässigbar. Gemischter Zustand aus Strahlungsfeld und diskreten Kristallanregungen z.B. Phononen, Exzitonen …

3 Polariton-Dispersion
Ergebnis der semi-klassischen Herleitung

4 Spatial Dispersion Resonanz ist k abhängig:

5 Wannier-Exziton-Polariton
Exziton Hamiltonoperator: Kopplung an das Strahlungsfeld:

6 Der Polariton Hamiltonian
freies Exziton freies Photon

7 Hopfield-Transformation
Bogoljubov-Transformation auf 4 Operatoren verallgemeinert bosonisch

8 Hopfield-Transformation

9 Hopfield-Transformation
Eigenwert-Gleichung:

10 Polariton Hamiltonian
Also: Polaritonen sind die Eigenzustände des em-Feldes im Festkörper

11 Polariton-Eigenzustände
Polariton Vakuum: Anwendung des Polariton-Erzeugers auf den Vakuumzustand

12 Photon/Exziton Beimischung
Für den UP-Ast sind beide Koeffizienten vertauscht!

13 z.B Phonon-Streuung des Exzitonanteils
Dämpfung Ursachen: z.B Phonon-Streuung des Exzitonanteils Einführung phänomenologisch

14 Gruppengeschwindigkeit
CuCl

15 2-Photonen Absorption

16 3-Photonen DFG

17 Quadrupol-Polariton Cu2O Orthoexziton Paraexziton
Oszillator Stärke fo = 3.9·10-9 Oszillator Stärke fp = fo·8 ·10-5·B fp (7 T) = 4·10-3 f0 Rabi Energie ħo = 127 eV Rabi Energie ħp = ·ħo ħp(1 T) = 1.1 eV

18 Quadru.-Polariton-Dispersion
TA TA k = [001] LA ħ √ Cu2O

19 Q-Polariton Gruppengeschw.
Cu2O

20 Ausblick Wechswirkung mit akustischem Phonon führt zu neuem Quasiteilchen ?

21 Rückblick Polaritonen sind Eigenzustände des EM-Feldes im Kristall
Dämpfung phänomenologisch eingeführt Auswirkungen auf Methoden zur Messung der Polaritondispersion - 2-Photon-Absorption - 3-Photon-DFG

22 Literatur C.F. Klingshirn: Semiconductor Optics, Springer Verlag 2005
F.Bassani – L.C. Andreani: Exciton-Polartion States in Insulators and Semiconductors, Excited-State Spectroscopy in Solids 1987, XCVI Corso F. Bassani – F. Ruggiero – A. Quattropani: Microscopic Quantum Theory of Exciton Polartions with Spatial Dispersion, Il Nuovo Cimento, Serie.1,Vol 7D, pag J.J.Hopfield: Theorie of the Contribution of Excitons to the complex Dielectric Constant of Crystals, Phys. Rev. Vol.112,5 (1958) Peter Köhler: Nichtlineare Optik an Exzitonen-Polaritonen-Systemen, Dortmund 1991