Вышедшие номера
Home » Физика твердого тела » Год 2020, выпуск 9 » Статья стр. 1459
<<<>>>
Эффекты магнитного поля в экситонной генерации оптических гармоник
DOI: 10.21883/FTT.2020.09.49770.20H
Переводная версия: 10.1134/S1063783420090243
Российский фонд фундаментальных исследований (РФФИ), 19-52-12063 ННИО_а
Немецкий научно-исследовательский фонд (DFG), TRR 160, C8
Программа фундаментальных исследований Президиума РАН № 5
Павлов В.В. 1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: pavlov@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 26 марта 2020 г.
В окончательной редакции: 26 марта 2020 г.
Принята к печати: 2 апреля 2020 г.
Выставление онлайн: 3 июня 2020 г.
PDF версия
Рассмотрены механизмы, ответственные за генерацию оптических гармоник в нескольких классах материалов на экситонных переходах. В кубическом полупроводнике GaAs наблюдается магнитоиндуцированная генерация второй оптической гармоники в области орбитального квантования валентной зоны и зоны проводимости. Обнаружена необычайно сильная генерация третьей оптической гармоники в области 1s-экситона во внешнем магнитном поле, обусловленная экситон-поляритонным резонансом. В гексагональном широкозонном полупроводнике ZnO выявлена генерация второй оптической гармоники с участием экситонных резонансов 1s, 2s и 2p в магнитном поле. В зависимости от симметрии экситонных состояний механизмы генерации второй оптической гармоники определяются спиновым и орбитальным эффектами Зеемана, а также эффектом магнито-Штарка. Исследован магнитоиндуцированный вклад в ГВГ в области экситонных переходов в антиферромагнетике Cr2O3, находящемся во внешнем магнитном поле. Ключевые слова: генерация оптических гармоник, магнито-индуцированные эффекты, экситонные состояния, полупроводники GaAs и ZnO, магнитный диэлектрик Cr2O3.
  1. Y.R. Shen. The Principles of Nonlinear Optics. Wiley, N. Y. (1984)
  2. F.J. Kahn, P. Pershan, J. Remeika. Phys Rev. 186, 891 (1969)
  3. J. Ferre, G.A. Gehring. Rep. Prog. Phys. 47, 513 (1984)
  4. A.K. Zvezdin, V.A. Kotov. Modern magnetooptics and magnetooptical materials. CRC Press, Taylor \& Francis Group (1997)
  5. K. Postava, D. Hrabovsky, J. Piv stora, A.R. Fert, S. Viv sovsky, T. Yamaguchi. J. Appl. Phys. 91, 7293 (2002)
  6. Nonlinear Optics in Metals. Ed. K.H. Bennemann. Clarendon Press, Oxford (1998)
  7. V.N. Gridnev, V.V. Pavlov, R.V. Pisarev, A. Kirilyuk, Th. Rasing. Phys. Rev. B 63, 184407 (2001)
  8. O.A. Aktsipetrov, T.V. Murzina, E.M. Kim, R.V. Kapra, A.A. Fedyanin. J. Opt. Soc. Am. B 22, 138 (2005)
  9. M. Fiebig, V.V. Pavlov, R.V. Pisarev. J. Opt. Soc. Am. B 22, 96 (2005)
  10. J. Nordlander, G. De Luca, N. Strkalj, M. Fiebig, M. Trassin. Appl. Sci. 8, 570 (2018)
  11. M. Fiebig, D. Frohlich, K. Kohn, St. Leute, Th. Lottermoser, V.V. Pavlov, R.V. Pisarev. Phys. Rev. Lett. 84, 5620 (2000)
  12. S.-W. Cheong, M. Fiebig, W. Wu, L. Chapon, V. Kiryukhin. NPJ Quant. Mater. 5, 3 (2020)
  13. R. Carriles, D.N. Schafer, K.E. Sheetz, J.J. Field, R.Cisek, V. Barzda, A.W. Sylvester, J.A. Squier. Rev. Sci. Instr. 80, 081101 (2009)
  14. Д.Р. Яковлев, В.В. Павлов, А.В. Родина, Р.В. Писарев, J. Mund, W. Warkentin, M. Bayer. ФТТ 60, 1463 (2018)
  15. J. Frenkel. Phys. Rev. 37, 17, 1276 (1931)
  16. G.H. Wannier. Phys. Rev. 52, 191 (1937)
  17. N.F. Mott. Trans. Farad. Soc. 34, 500 (1938)
  18. Е.Ф. Гросс, Н.А. Каррыев. ДАН СССР 84, 261, 471 (1952)
  19. A.-M. Janner, R. Eder, B. Koopmans, H.T. Jonkman, G.A. Sawatzky. Phys. Rev. B 52, 17158 (1995)
  20. M.Y. Shen, S. Koyama, M. Saito, T. Goto. Phys. Rev. B 53, 13477 (1996)
  21. J. Mund, D. Frohlich, D.R. Yakovlev, M. Bayer. Phys. Rev. B 98, 085203 (2018)
  22. Y. Li, Y. Rao, K.F. Mak, Y. You, S. Wang, C.R. Dean, T.F. Heinz. Nano Lett. 13, 3329 (2013)
  23. G. Wang, X. Marie, I. Gerber, T. Amand, D. Lagarde, L. Bouet, M. Vidal, A. Balocchi, B. Urbaszek. Phys. Rev. Lett. 114, 097403 (2015)
  24. Z. Sun, Y. Yi, T. Song, G. Clark, B. Huang, Y. Shan, S. Wu, D. Huang, C. Gao, Z. Chen, M. Mc Guire, T. Cao, D. Xiao, W.-T. Liu, W. Yao, X. Xu, S. Wu. Nature 572, 497 (2019).
  25. V.V. Pavlov, A.M. Kalashnikova, R.V. Pisarev, I. Sanger, D.R. Yakovlev, M. Bayer. Phys. Rev. Lett. 94, 157404 (2005)
  26. I. Sanger, D.R. Yakovlev, B. Kaminski, R.V. Pisarev, V.V. Pavlov, M. Bayer. Phys. Rev. B 74, 165208 (2006)
  27. M. Lafrentz, D. Brunne, A.V. Rodina, V.V. Pavlov, R.V. Pisarev, D.R. Yakovlev, A. Bakin, M. Bayer. Phys. Rev. B 88, 235207 (2013)
  28. A. Farenbruch, J. Mund, D. Frohlich, D.R. Yakovlev, M. Bayer, M.A. Semina, M.M. Glazov. Phys. Rev. B 101, 115201 (2020)
  29. V.V. Pavlov, A.M. Kalashnikova, R.V. Pisarev, I. Sanger, D.R. Yakovlev, M. Bayer. J. Opt. Soc. Am. B 22, 168 (2005)
  30. B. Kaminski, M. Lafrentz, R.V. Pisarev, D.R. Yakovlev, V.V. Pavlov, V.A. Lukoshkin, A.B. Henriques, G. Springholz, G. Bauer, E. Abramof, P.H.O. Rappl, M. Bayer. Phys. Rev. Lett. 103, 057203 (2009)
  31. B. Kaminski, M. Lafrentz, R.V. Pisarev, D. R. Yakovlev, V.V. Pavlov, V.A. Lukoshkin, A.B. Henriques, G. Springholz, G. Bauer, E. Abramof, P.H.O. Rappl, M. Bayer. Phys. Rev. B 81, 155201 (2010)
  32. S. Liu, M.B. Sinclair, S. Saravi, G.A. Keeler, Y. Yang, J. Reno, G.M. Peake, F. Setzpfandt, I. Staude, T. Pertsch, I. Brener. Nano Lett. 16, 5426 (2016)
  33. L. Chang, A. Boes, X. Guo, D.T. Spencer, M.J. Kennedy, J.D. Peters, N. Volet, J. Chiles, A. Kowligy, N. Nader, D.D. Hickstein, E.J. Stanton, S.A. Diddams, S.B. Papp, J.E. Bowers. Laser Photon. Rev. 12, 1800149 (2018)
  34. L. Xu, G. Saerens, M. Timofeeva, D.A. Smirnova, I. Volkovskaya, M. Lysevych, R. Camacho-Morales, M. Cai, K.Z. Kamali, L. Huang, F. Karouta, H.H. Tan, C. Jagadish, A.E. Miroshnichenko, R. Grange, D.N. Neshev, M. Rahmani. ACS Nano 14, 1379 (2020)
  35. R.R. Birss. Symmetry and Magnetism. North-Holland, Amsterdam (1966)
  36. Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. Теоретическая физика. Наука, М. (1989). Т. 3
  37. W. Warkentin, J. Mund, D.R. Yakovlev, V.V. Pavlov, R.V. Pisarev, A.V. Rodina, M.A. Semina, M.M. Glazov, E.L. Ivchenko, M. Bayer. Phys. Rev. B 98, 075204 (2018)
  38. E. Bringuier, A. Bourdon, N. Piccioli, A. Chevy. Phys. Rev. B 49, 16971 (1994)
  39. T. Skauli, P.S. Kuo, K.L. Vodopyanov, T.J. Pinguet, O. Levi, L.A. Eyres, J.S. Harris, M.M. Fejer, B. Gerard, L. Becouarn, E. Lallier. J. Appl. Phys. 94, 6447 (2003)
  40. T. Godde, M.M. Glazov, I.A. Akimov, D.R. Yakovlev, H. Mariette, M. Bayer. Phys. Rev. B 88, 155203 (2013)
  41. R.W. Boyd. Nonlinear Optics. Academic/Elsevier, Burlington (2008)
  42. C. Klingshirn. Phys. Status Solidi B 244, 3027 (2007)
  43. U. Ozgur, Ya.I. Alivov, C. Liu, A. Teke, M.A. Reshchikov, S. Dov gan, V. Avrutin, S.-J. Cho, H. Morko c. J. Appl. Phys. 98, 041301 (2005)
  44. M. Lafrentz, D. Brunne, B. Kaminski, V.V. Pavlov, A.V. Rodina, R.V. Pisarev, D.R. Yakovlev, A. Bakin, M. Bayer. Phys. Rev. Lett. 110, 116402 (2013)
  45. M. Cobet, Ch. Cobet, M.R. Wagner, N. Esser, Ch. Thomsen, A. Hoffmann. Appl. Phys. Lett. 96, 031904 (2010)
  46. И.Е. Дзялошинский. ЖЭТФ 37, 881 (1959) [Sov. Phys. JETP 10, 628 (1960)].
  47. Д.Н. Астров. ЖЭТФ 38, 984 (1960) [Sov. Phys. JETP 11, 708 (1960)]
  48. T. Kosub, M. Kopte, R. Huhne, P. Appel, B. Shields, P. Maletinsky, R. Hubner, M.O. Liedke, J. Fassbender, O.G. Schmidt, D. Makarov. Nature Commun. 8, 13985 (2017)
  49. R.M. Macfarlane, J.W. Allen. Phys. Rev. B 4, 3054 (1971)
  50. M. Fiebig, D. Frohlich, B.B. Krichevtsov, R.V. Pisarev. Phys. Rev. Lett. 73, 2127 (1994)
  51. J.P. Van der Ziel. Phys. Rev. 161, 483 (1967).

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme