«Магнитооптика движущихся экситонов»
16 мая 2012г.
Владимир Петрович Кочерешко
Физико-технический институт им. А.Ф.Иоффе РАН
Аннотация доклада
В последние несколько лет в лаборатории спектроскопии твердого тела был обнаружен и изучен ряд удивительных явлений. В гетероструктурах с широкими квантовыми ямами, ширина которых была много больше боровского радиуса экситона в магнитном поле в геометрии Фарадея наблюдался эффект гигантского возрастания продольного магнитного момента экситона при его движении, когда магнитный момент экситона возрастал более чем в десять раз, с ростом кинетической энергии экситона всего на несколько мэВ.
Помимо этого в геометрии Фарадея и Фогта наблюдалось уменьшение величины диамагнитного сдвига с ростом кинетической энергии экситона. Диамагнитный сдвиг экситона уменьшался практически до нуля, когда кинетическая энергия экситона примерно достигала величин его энергии связи.
Эти явления выглядели крайне удивительно, так как всегда считалось, что магнитный момент экситона определяется суммой магнитных моментов носителей и никак не зависит от движения его центра масс, а диамагнитный сдвиг определяется только боровским радиусом и приведенной массой и также не зависит от движения экситона как целого.
Все наблюдаемые явления объясняются тем, что в кубических полупроводниках со структурой сфалерита движение центра масс и внутреннее движение в экситоне не являются независимыми. При движении экситона происходит смешивание основного 1S состояния и всех возбужденных P состояний, в результате такого смешивания S состояние и приобретает магнитный момент, а диамагнитный сдвиг уменьшается.
Условия, при которых внутреннее движение в системе материальных точек смешивается с движением их центра масс не типично для классической механики. Поэтому центр масс не может двигаться в вакууме за счет внутренних сил. Однако если бы барон Мюнхаузен был таким как у нас экситоном, он бы мог запросто вытащить себя за волосы из болота.
Очевидно, что эти явления относятся не только к экситонам в квантовых ямах, но и к объемным экситонам. Наличие КЯ позволяет только визуализировать состояния с ненулевой кинетической энергией.
