Магнитная Циркулярная Поляризация Фотолюминесценции Экситонов

Abstract

Дан обзор экспериментальных и теоретических исследований циркулярной поляризации фотолюминес-ценции экситонов в полупроводниках во внешнем магнитном поле. Преимуществом методики МЦПЛ является ее относительная простота. В частности, она не требует спектрального разрешения зеемановских подуровней экситона и может быть применена к широкому классу объектов со спектрально широкими линиями или полосами ФЛ: в объемных полупроводниках с экситонами, локализованными на дефектах кристаллической решетки и флуктуациях состава, в структурах с квантовыми ямами и квантовыми точками типа I и II, двумерных дихалькогенидах переходных металлов и квантовых микрорезонаторах. Рассмотрены основные механизмы магнитной циркулярной поляризации люминесценции. Показано, что для описания поляризованной фотолюминесценции в появляющихся новых наносистемах приходится или модифицировать установленные механизмы, или разрабатывать дополнительные механизмы МЦПЛ.Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (проект 14-12-01067).

Полупроводниковые Гетероструктуры Первого Рода С Непрямой Запрещенной Зоной На Подложках С Ориентацией (110)

“…Из-за слабости экситон-фотонного взаимодействия оптическая ориентация неприменима для возбуждения спиновой подсистемы непрямозонных структур. Поэтому в общем случае для изучения спиновой динамики экситонов в таких гетероструктурах измеряется динамика наведенной магнитным полем циркулярной поляризации фотолюминесценции (ФЛ) [38][39][40]. Однако в непрямозонных гетероструктурах с возбужденным электронным состоянием, принадлежащим Ŵ-долине зоны проводимости, появляется возможность использования оптической ориентации для изучения спиновой динамики экситонов в режиме квазирезонансного возбуждения ФЛ [41].…”

Рекомбинация И Спиновая Динамика Экситонов В Непрямозонных Квантовых Ямах И Квантовых Точках

“…В больших магнитных полях при отклонении поля от геометрии Фарадея абсолютное значение степени наведенной полем циркулярной поляризации монотонно возрастает, как это видно на рис. С подробной теорией, описывающей зависимости интенсивности и поляризации экситонной ФЛ и их динамики в ультратонкой квантовой яме GaAs/AlAs от температуры, напряженности и ориентации магнитного поля, можно познакомится в работах [19,20,33]. Здесь мы, не вдаваясь в детальное описание теоретической модели, приведем качественное объяснение наблюдаемых зависимостей.…”

“…Степень поляризации может контролироваться либо термодинамическими параметрами, т. е. отношением зеемановского расщепления к тепловой энергии, либо кинетическими параметрами, т. е. соотношениями между различными временами релаксации в системе, в зависимости от температуры и магнитного поля. Разработанный в работах [20,33] подход анализа наведенной магнитным полем циркулярной поляризации ФЛ может быть легко использован при исследовании спиновой динамики в любых полупроводниковых квантовых ямах и структурах с квантовыми точками с непрямой запрещенной зоной, как в реальном пространстве, так и в пространстве квазиимпульсов.…”

Спиновая Физика Экситонов В Коллоидных Нанокристаллах

“…Мощным инструментом исследования энергетической структуры экситонов и спиновых взаимодействий явля-ется поляризационная оптическая спектроскопия [36,37]. Исследования поляризованной ФЛ позволяют получать информацию об анизотропии оптических свойств эк-ситонных состояний, в том числе идентифицировать скрытую анизотропию локализованных экситонов [38].…”

“…Во втором слу-чае разность заселенностей зеемановских подуровней создается в результате энергетического расщепления между ними в магнитном поле. Теория формирования циркулярной поляризации экситонной ФЛ в магнитном поле и обзор ее экспериментальных исследований в различных полупроводниковых гетероструктурах пред-ставлен в работе [37]. Здесь мы остановимся подроб-нее только на особенностях, характерных для коллоид-ных NC.…”