Spin-spin interactions and spin transport in semiconductor nanostructures
Project goals
The recent theoretical and experimental foundantions in exciton and polariton physics of semiconductor nanostructures reveal the possibility of high-temperature superfluidity of the particles due to the phase transition of the Kosterlitz-Thouless type. Recent research of spin-spin interactions in polariton and exciton systems shows the possibility of construction of spintronic or opto-spintronic devices towards the full spintronics with transmission channels and gates, based on the excitonic or polaritonic fluid. There are, however, several theoretical and experimental issues to be resolved, namely achievement of a long-range spin transport and long-range spin ordering in the considered systems. The project proposes the use of polariton and exciton condensates in the superfluid phase to transport the spin information on long distances and therefore it aims at theoretical description (and collaboration on experimental realization) of the superfluid formation, transport and spin-spin interactions in thesuperfluid phase. For this purpose, standard microscopic models will be extended for the particular cases of the considered nano-systems.
Keywords
semiconductorsnanostructuresspinexcitonspin-spininteractionsexciton-polaritonmicrocavityspintronicsoptoelectronics
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Post-graduate (doctorate) grants
Call for proposals
Postdoktorandské granty 10 (SGA02010GA1PD)
Main participants
—
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
P204-10-P326
Alternative language
Project name in Czech
Spin-spinové interakce a spinový transport v polovodičových nanostrukturách
Annotation in Czech
Současné výsledky teoretického i experimentálního výzkumu v oboru fyziky excitonů a polaritonů v polovodičových nanostrukturách poukazují na možnost existence supratekutosti za vysokých teplot díky fázovému přechodu Kosterlitzova-Thoulessova typu. Výzkumspin-spinových interakcí v systémech polaritonů a excitonů navíc vede k možnosti konstrukce spintronických a opto-spintronických zařízení s cílem vytvořit plně spintronické obvody s hradly a spoji na bázi polaritonové nebo excitonové kapaliny. Jsou zdeale určité otázky z pohledu teorie a experimentu, které je třeba zodpovědět, zejména jak dosáhnout transportu spinu nebo prostorové uspořádanosti na velké vzdálenosti. V projektu navrhuji využití supratekutosti kondenzátů k transportu spinu na velké vzdálenosti a projekt je tedy zaměřen na teoretický popis (příp. spolupráci na experimentální realizaci) vytvoření supratekuté fáze, transport a spin-spinové interakce v supratekutém kondenzátu. Během řešení budou využity a rozvinuty standardní mikroskopickémodely, budou do nich navíc zahrnuty principy vedoucí ke kondenzaci a principy nanofyziky.
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
CEP classification - main branch
BM - Solid-state physics and magnetism
CEP - secondary branch
BH - Optics, masers and lasers
CEP - another secondary branch
BJ - Thermodynamics
10302 - Condensed matter physics (including formerly solid state physics, supercond.)
10306 - Optics (including laser optics and quantum optics)
20303 - Thermodynamics
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
The main result is microscopic model of excitonic condensate and its transport. The description of condensate formation in microcavities was successful, demanding theory of transport in bare photonic systems is not complete. The results are needed for integrated spintronic/optical elements with optical transfer of information. The results are published or in preparation for publication.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2010
Realization period - end
Dec 31, 2012
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Apr 1, 2012
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP13-GA0-GP-U/03:3
Data delivery date
May 2, 2016
Finance
Total approved costs
709 thou. CZK
Public financial support
709 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Recognised costs
709 CZK thou.
Public support
709 CZK thou.
0%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
BM - Solid-state physics and magnetism
Solution period
01. 01. 2010 - 31. 12. 2012