间接激子自旋结构的理论研究

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玻色-爱因斯坦凝聚理论的提出到实现经过了漫长的过程。对于凝聚实验现象,以铷原子、锂原子、钠原子的凝聚现象最为瞩目。激子作为最小质量的玻色子,实现激子凝聚的实验温度要比实现原子凝聚高几个数量级,从而成为研究凝聚现象的理想玻色子。Butov研究小组通过耦合双量子阱结构中的间接激子,呈现出了新奇的激子发光图案和自旋结构。但是对于实验中的激子凝聚现象并没有给出很好的理论解释。因此本课题将针对激子的发光图案作出数值分析。  在解决激子发光图案的问题时,我们主要考虑动能、自旋轨道耦合相互作用、粒子间非线性相互作用等三个因素。其中自旋轨道耦合相互作用为Dresselhauss自旋轨道耦合相互作用,粒子间非线性相互作用考虑为两体吸引与三体排斥相互作用,最终用一个包括损失和放大的广义的Gross-Pitaevskii方程来研究系统的内在不平衡性。  在模拟过程中,首先观察量子阱结构中的能级简并度,对比Dresselhauss自旋轨道耦合相互作用对能级简并度的破坏,初步确立方法的正确性。其次观察电子和空穴两种带电粒子在 Dresselhauss自旋轨道耦合相互作用和粒子间排斥相互作用下的波函数和粒子分布密度,为激子凝聚的研究提供初步的理论基础。最终引入Dresselhauss自旋轨道耦合相互作用和粒子间非线性相互作用,得到激子的圆偏振发光图案和线性偏振发光图案,与实验对比,对耦合量子阱结构中的激子发光图案初步作出解释。
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