We comparably investigate the diamagnetic shift of an uncoupled quantum well exciton with a microcavity exciton-polariton condensate on the same device. The sample is composed of multiple GaAs quantum wells in an AlAs microcavity, surrounded by a Bragg reflector and a sub-wavelength high contrast grating reflector. Our study introduces an independent and easily applicable technique, namely, the measurement of the condensate diamagnetic shift, which directly probes matter contributions in polariton condensates and hence discriminates it from a conventional photon laser.

1.
C.
Weisbuch
,
M.
Nishioka
,
A.
Ishikawa
, and
Y.
Arakawa
,
Phys. Rev. Lett.
69
,
3314
3317
(
1992
).
2.
J.
Kasprzak
,
M.
Richard
,
S.
Kundermann
,
A.
Baas
,
P.
Jeambrun
,
J. M. J.
Keeling
,
F. M.
Marchetti
,
M. H.
Szymańska
,
R.
André
,
J. L.
Staehli
,
V.
Savona
,
P. B.
Littlewood
,
B.
Deveaud
, and
L. S.
Dang
,
Nature
443
,
409
414
(
2006
).
3.
R.
Balili
,
V.
Hartwell
,
D.
Snoke
,
L.
Pfeiffer
, and
K.
West
,
Science
316
,
1007
1010
(
2007
).
4.
H.
Deng
,
G.
Weihs
,
C.
Santori
,
J.
Bloch
, and
Y.
Yamamoto
,
Science
298
,
199
202
(
2002
).
5.
S.
Christopoulos
,
G. B. H.
von Högersthal
,
A. J. D.
Grundy
,
P. G.
Lagoudakis
,
A. V.
Kavokin
,
J. J.
Baumberg
,
G.
Christmann
,
R.
Butté
,
E.
Feltin
,
J.-F.
Carlin
, and
N.
Grandjean
,
Phys. Rev. Lett.
98
,
126405
(
2007
).
6.
H.
Deng
,
H.
Haug
, and
Y.
Yamamoto
,
Rev. Mod. Phys.
82
,
1489
(
2010
).
7.
J. D.
Plumhof
,
T.
Stöferle
,
L.
Mai
,
U.
Scherf
, and
R. F.
Mahrt
,
Nat. Mat.
13
,
247
(
2014
).
8.
T.
Gutbrod
,
M.
Bayer
,
A.
Forchel
,
J. P.
Reithmaier
,
T. L.
Reinecke
,
S.
Rudin
, and
P. A.
Knipp
,
Phys. Rev. B
57
,
9950
(
1998
).
9.
D.
Bajoni
,
P.
Senellart
,
E.
Wertz
,
I.
Sagnes
,
A.
Miard
,
A.
Lemaître
, and
J.
Bloch
,
Phys. Rev. Lett
100
,
047401
(
2008
).
10.
S.
Utsunomiya
,
L.
Tian
,
G.
Roumpos
,
C. W.
Lai
,
N.
Kumada
,
T.
Fujisawa
,
M.
Kuwata-Gonokami
,
A.
Löffler
,
S.
Höfling
,
A.
Forchel
, and
Y.
Yamamoto
,
Nat. Phys.
4
,
700
(
2008
).
11.
O.
El Daïf
,
A.
Baas
,
T.
Guillet
,
J.-P.
Brantut
,
R. I.
Kaitouni
,
J. L.
Staehli
,
F.
Morier-Genoud
, and
B.
Deveaud
,
Appl. Phys. Lett.
88
,
061105
(
2006
).
12.
A.
Rahimi-Iman
,
C.
Schneider
,
J.
Fischer
,
S.
Holzinger
,
M.
Amthor
,
S.
Höfling
,
S.
Reitzenstein
,
L.
Worschech
,
M.
Kamp
, and
A.
Forchel
,
Phys. Rev. B
84
,
165325
(
2011
).
13.
J.
Fischer
,
S.
Brodbeck
,
A.
Chernenko
,
I.
Lederer
,
A.
Rahimi-Iman
,
M.
Amthor
,
V. D.
Kulakovskii
,
L.
Worschech
,
M.
Kamp
,
M.
Durnev
,
C.
Schneider
,
A. V.
Kavokin
, and
S.
Höfling
, “
Anomalies of a Nonequilibrium Spinor Polariton Condensate in a Magnetic Field
,”
Phys. Rev. Lett.
(to be published).
14.
C.
Schneider
,
A.
Rahimi-Iman
,
N. Y.
Kim
,
J.
Fischer
,
I. G.
Savenko
,
M.
Amthor
,
M.
Lermer
,
A.
Wolf
,
L.
Worschech
,
V. D.
Kulakovskii
,
I. A.
Shelykh
,
M.
Kamp
,
S.
Reitzenstein
,
A.
Forchel
,
Y.
Yamamoto
, and
S.
Höfling
,
Nature
497
,
348
352
(
2013
).
15.
M.
Huang
,
Y.
Zhou
, and
C.
Chang-Hasnain
,
Nat. Photonics
1
,
119
(
2007
).
16.
B.
Zhang
,
Z.
Wang
,
S.
Brodbeck
,
C.
Schneider
,
M.
Kamp
,
S.
Höfling
, and
H.
Deng
,
Light: Sci. Appl.
3
,
e135
(
2014
).
17.
S.
Azzini
,
D.
Gerace
,
M.
Galli
,
I.
Sagnes
,
R.
Braive
,
A.
Lemaître
,
J.
Bloch
, and
D.
Bajoni
,
Appl. Phys. Lett.
99
,
111106
(
2011
).
18.
G.
Roumpos
,
W. H.
Nitsche
,
S.
Höfling
,
A.
Forchel
, and
Y.
Yamamoto
,
Phys. Rev. Lett.
104
,
126403
(
2010
).
19.
D.
Bajoni
,
P.
Senellart
,
A.
Lemaître
, and
J.
Bloch
,
Phys. Rev. B
76
,
201305
R
(
2007
).
20.
E.
Kammann
,
H.
Ohadi
,
M.
Maragkou
,
A. V.
Kavokin
, and
P. G.
Lagoudakis
,
New J. Phys.
14
,
105003
(
2012
).
21.
T. A.
Fisher
,
A. M.
Afshar
,
M. S.
Skolnick
,
D. M.
Whittaker
, and
J. S.
Roberts
,
Phys. Rev. B
53
,
R10469
(
1996
).
You do not currently have access to this content.