Bose-Einstein-Kondensation und Supraflüssigkeit von Exziton-Polaritonen bei Raumtemperatur

• Antragsteller: Professor Dr. Marius Grundmann
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 58447341

Es sollen Exziton-Polaritonen und deren Bose-Einstein Kondensate und Suprafluide in planaren ZnO-basierten Mikroresonatoren untersucht werden, insbesondere bezüglich deren Spin-Polarisation sowie Relaxations- und Streumechanismen. Ziel ist die Realisierung von Quellen polarisations-verschränkter Photonen sowie die stabile Erzeugung von Bose-Einstein Kondensaten bzw. Suprafluiden bei Raumtemperatur und darüber. Die zugrundeliegenden physikalischen Prozesse sollen experimentell detailliert untersucht und theoretisch verstanden werden. Wie die Ergebnisse der ersten Förderperiode zeigen, sind bei diesen ZnO-basierten Mikroresonatoren im Vergleich zu den „klassischen“ Systemen einzigartige Möglichkeiten gegeben, neuartige Einblicke in die physikalischen Grundlagen insbesondere der Exziton-Polariton Spin-Polarisations-Eigenschaften und der Dynamik von Exziton-Polariton Bose-Einstein Kondensaten zu erhalten. In unseren ZnO-basierten Resonatoren sind Exziton-Polaritonen bis zu einer Temperatur von 410K stabil, und es wurden Bose-Einstein Kondensa-te bis zu einer Temperatur von 250K nachgewiesen. Diese Ergebnisse legen nahe, dass die Erzeu-gung solcher makroskopischer Quantenzustände bei Raumtemperatur und darüber hinaus in unseren Resonatoren relativ leicht erreichbar sein sollte. Die beobachteten Bose-Einstein Kondensate zeigen zudem bei gegenwärtig tiefen Temperaturen deutlich dynamische Eigenschaften, welche in Hinblick auf Suprafluidität untersucht und genutzt werden sollen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Privatdozent Dr. Rüdiger Schmidt-Grund