半导体量子阱微腔中光的玻色-爱因斯坦凝聚

当整数自旋粒子在低温高密度下聚集时，它们会发生玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）。原子、固态激子以及耦合到光的激子都表现出BEC，由于各自系统基态的大量占据，这导致高相干性。令人惊讶的是，光子被证明在填充有机染料的 optical 微腔中更晚近地表现出BEC，由于光子质量低，这在室温下发生。在此我们证明无机半导体微腔内的光子也热化并发生BEC。尽管半导体激光器被理解为在非热平衡下工作，我们在系统中识别出一个良好热化区域，在其中我们可以清晰区分激光行为与BEC。基于成熟的技术，半导体微腔是探索量子统计光子凝聚体的物理与应用的稳健系统。值得注意的是，光子BEC是基于激子的BEC的替代方案，后者在高激发下解离且常需要低温操作条件。在实际方面，光子BEC以其低于激光的阈值呈现临界行为。我们的研究展示了半导体材料中光子BEC的两个进一步优势：缺乏暗电子态使这些BEC能够连续维持；半导体量子阱提供强光子-光子散射。我们测量了一个未优化的相互作用参数，$\tilde{g}=0.0023\pm0.0003$，其足够大以进入BEC内相互作用的丰富物理，如超流光或涡旋形成。