ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ

TMHMA ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΛΙΚΩΝ

Υποψήφιος Διδάκτωρ

Τσώτσης Παναγιώτης

Τίτλος Διδακτορικής Διατριβής

Τεχνικές ενίσχυσης παραλληλισμού για μηχανισμούς αυτόματης εκτέλεσης σειριακού κώδικα σε περιβάλλοντα παραλληλισμού

Επιβλέποντες

Επιβλέπων Καθηγητής : Σαββίδης Παύλος

Μέλη Επιτροπής :

(1) Σαββίδης Παύλος

(2) Wolf von Klitzing

(3) Πελεκάνος Νίκος

Στοιχεία Διατριβής

Έναρξη Διδακτορικής Έρευνας : 01/03/2011

Ημερομηνία Υποστήριξης Διδακτορικής Διατριβής: 20/02/2015

Εγκεκριμένος Π/Υ: 45.000

Περίληψη

Τα πολαριτόνια είναι μποζόνια και είναι προϊόντα της ισχυρής σύζευξης μεταξύ των φωτονίων και των εξιτονίων στις ημιαγώγιμες μικροκοιλότητες. Οι εξωτικές τους ιδιότητες που προκύπτουν από τη σύνθεση ύλης και φωτός, όπως ο μικρός χρόνος ζωής τους και οι ισχυρές μη γραμμικές ενδοσωματιδιακές αλληλεπιδράσεις, αποτελούν μια ιδανική θεωρητική και πειραματική πλατφόρμα για την μελέτη βασικών ιδιοτήτων της ύλης σε συνθήκες εκτός ισορροπίας καθώς επίσης και για πιο εφαρμοσμένα προβλήματα κβαντικής οπτικής και πιθανές ρεαλιστικές εφαρμογές. Στην παρούσα εργασία, δυο είναι οι κύριοι άξονες της μελέτης, όπου και οι δύο σχετίζονται αρκετά με ρεαλιστικές εφαρμογές. Στο πρώτο μέρος, είχαμε την επιτυχή κατασκευή, υψηλού παράγοντα ποιότητας Q ημιαγώγιμης μικροκοιλότητας και την παρατήρηση πολαριτονικού laser με πολύ χαμηλό κατώφλι λειτουργίας υπό μη συντονισμένη οπτική διέγερση. Μελετήθηκε η λειτουργία του πολαριτονικού laser καθώς αυξάναμε τη θερμοκρασία και παρατηρήθηκε η μετάβαση από καθεστώς ισχυρής σύζευξης και καθεστώς ασθενούς σύζευξης. Η λειτουργία πολαριτονικού laser βρέθηκε να περιορίζεται μέχρι τη θερμοκρασία των 50Κ για τα συστήματα μικροκοιλοτήτων σε GaAs. Στη συνέχεια έγιναν προσπάθειες με κατεύθυνση την κατασκευή και τελικά την παρατήρηση ηλεκτρικά αντλούμενου πολαριτονικού laser. Στο δεύτερο μέρος, εισάγαμε ένα ηλεκτρικά οδηγούμενο σχέδιο για την ενεργειακή μεταβολή του πολαριτονικού συμπυκνώματος. Σε αντίθεση με την αναμενόμενη μεταβολή σε χαμηλότερες ενέργειες, παρατηρήθηκε μεταβολή της ενέργειας του πολαριτονικού συμπυκνώματος σε μεγαλύτερες ενέργειες που προκλήθηκε από ελεγχόμενη μείωση του Rabi Splitting λόγω της συσσώρευσης ηλεκτρικού φορτίου μέσω του φαινομένου σήραγγας σε γειτονικά κβαντικά πηγάδια. Η ικανότητα μεταβολής της ενέργειας του πολαριτονικού συμπυκνώματος μας φέρνει ένα βήμα πιο κοντά στην κατασκευή ηλεκτρικά ελεγχόμενων πολαριτονικών συσκευών καθώς επίσης και σε πηγές σύμφωνου φωτός μεταβαλλόμενου μήκους κύματος.

Λέξεις κλειδιά

πολαριτόνιο, ισχυρή σύζευξη, μικροκοιλότητα, πολαριτονικό λέιζερ, εξιτόνιο, ηλεκτρική έγχυση

polariton, strong coupling, microcavity, polariton laser, exciton, electrical injection

Παραδοτέα - Δημοσιεύσεις

1)  Sculpting oscillators with light within a nonlinear quantum fluid

G. Tosi, G. Christmann, N. G. Berloff, P. Tsotsis, T. Gao, Z. Hatzopoulos,P. G. Savvidis and J. J. Baumberg

2)  Tsotsis P, Gao T., Eldridge P., Tsintzos SI, Hatzopoulos, Z., Savvidis PG, International Conference on Optics of Excitons in Confined Systems (OECS 12), Paris, France, Sept 2011

3)  Tsotsis P, Gao T., Eldridge P., Tsintzos SI, Hatzopoulos, Z., Savvidis PG, International Conference on Physics of Light-Matter Coupling in Nanostructures (PLMCN11), Berlin, Germany, April 2011

4)  Double Lasing Threshold at the Crossover from Strong to Weak Coupling Regime in GaAs Microcavity, P. Tsotsis, P.S. Eldtidge, T. Gao, S.I. Tsintzos, Z. Hatzopoulos and P.G. Savvidis

5)  Polariton ring condensates and sunflower ripples in an expanding quantum liquid Gabriel Christmann,1,* Guilherme Tosi, Natalia G. Berloff, Panos Tsotsis, Peter S. Eldridge, Zacharias Hatzopoulos, Pavlos G. Savvidis, and Jeremy J.Baumberg

6) The Non-linear Optical Spin Hall E_ect and Long-Range Spin Transport in Polariton Lasers. E. Kammann, T.C.H. Liew,2 H. Ohadi, P. Cilibrizzi, P. Tsotsis, Z.Hatzopoulos, P.G. Savvidis, A.V. Kavokin, and P.G. Lagoudakis.

7)  Περιοδικό Nature Communications: “Geometrically locked vortex lattices in semiconductor quantum fluids”. G. Tosi, G. Christmann, N.G. Berloff, P. Tsotsis, T. Gao, Z. Hatzopoulos, P.G. Savvidis & J.J. Baumberg

8) Optical superfluid phase transitions and trapping of polariton condensates P. Cristofolini,i A. Dreismann,i G. Christmann,i G. Franchetti,2 N. G. Berloff,2,3 P. Tsotsis.4 Z. Hatzopoulos,5,6 P. G. Savvidis,4,5 and J. J. Baumberg1,* Physical Review Letters (Published 1 May 2013)

9) "Tuning the Energy of a Polariton Condensate via Bias-Controlled Rabi Splitting". Tsotsis. S. I. Tsintzos, G. Christmann, P. G. Lagoudakis, O. Kyriienko, I. A. Shelykh, J. J. Baumberg, A. V. Kavokin,Z. Hatzopoulos, P. S. Eldridge, and P. G. Sawidis Accepted in Physical Review Applied in June 2014