Вышедшие номера
Home » Физика твердого тела » Год 2026, выпуск 5 » Статья стр. 814
<<<>>>
Сравнение прямого и обменного вкладов в экситон-экситонное взаимодействие в квантовой яме GaAs/AlGaAs в электрическом поле
Saint-Petersburg State University, Russia, 125022803069-4
China Scholarship Council, China
Zheng Shiming 1, Храмцов Е.С. 1, Игнатьев И.В. 1
1Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия
Email: zsm210603@gmail.com, e.khramtsov@spbu.ru, i.ignatiev@spbu.ru
Поступила в редакцию: 3 апреля 2026 г.
В окончательной редакции: 20 мая 2026 г.
Принята к печати: 20 мая 2026 г.
Выставление онлайн: 27 июня 2026 г.
PDF версия
Теоретически исследовано влияние электрического поля на величину экситон-экситонного взаимодействия в гетероструктуре GaAs/AlGaAs с квантовой ямой шириной L=30 nm. Рассмотрены вклады обменного и прямого кулоновского взаимодействия экситонов, находящихся в одинаковых спиновых состояниях. Установлено, что в электрических полях F<10 kV/cm константа фермионного обменного взаимодействия (Jexch) отрицательна. Константа прямого кулоновского взаимодействия (Jdir) пренебрежимо мала в полях F<2 kV/cm и постепенно нарастает до значения Jdir=8.5 μeV μm2 в поле F=10 kV/cm. Суммарная энергия экситон-экситонного взаимодействия H=nX·2(Jdir-Jexch) положительна, что соответствует отталкиванию экситонов. Она варьируется от значения H~ 10 μeV в нулевом поле до значения H~ 16 μeV в поле F=10 kV/cm при плотности экситонов nX=1 μm-2. Сделана оценка критической плотности экситонов, при которой экситоны становятся нестабильны, и формируется электронно-дырочная плазма в поле F=10 kV/cm. Дальнейший рост поля приводит к увеличению энергии экситон-экситонного взаимодействия и более жестким ограничениям на плотность nX для сохранения стабильности экситонов. Ключевые слова: экситон-экситонное взаимодействие, квантовая яма, электрическое поле.
  1. N. Peyghambarian, H.M. Gibbs, J.L. Jewell, A. Antonetti, A. Migus, D. Hulin, A. Mysyrowicz. Phys. Rev. Lett. 53, 2433 (1984)
  2. L.V. Butov, A.L. Ivanov, A. Imamoglu, P.B. Littlewood, A.A. Shashkin, V.T. Dolgopolov, K.L. Campman, A.C. Gossard. Phys. Rev. Lett. 86, 5608 (2001)
  3. L. Butov, C. Lai, A. Ivanov, A. Gossard, D. Chemla. Nature 417, 47 (2002)
  4. L. Butov. Superlattices Microstruct. 108, 2 (2017)
  5. S.I. Tsintzos, A. Tzimis, G. Stavrinidis, A. Trifonov, Z. Hatzopoulos, J.J. Baumberg, H. Ohadi, P.G. Savvidis. Phys. Rev. Lett. 121, 037401 (2018)
  6. V. Shahnazaryan, I. Iorsh, I.A. Shelykh, O. Kyriienko. Phys. Rev. B 96, 115409 (2017)
  7. G. Wang, A. Chernikov, M.M. Glazov, T.F. Heinz, X. Marie, T. Amand, B. Urbaszek. 90, 021001 (2018)
  8. D. Erkensten, S. Brem, E. Malic. Phys. Rev. B 103, 045426 (2021)
  9. A. Steinhoff, E. Wietek, M. Florian, T. Schulz, T. Taniguchi, K. Watanabe, S. Zhao, A. Hogele, F. Jahnke, A. Chernikov. Phys. Rev. X 14, 031025 (2024)
  10. S. Grisard, A.V. Trifonov, T. Hahn, T. Kuhn, O. Hordiichuk, M.V. Kovalenko, D.R. Yakovlev, M. Bayer, I.A. Akimov. ACS Photonics 11, 2930 (2024)
  11. T.J. Sheehan, S. Saris, W.A. Tisdale. Adv. Mater. 37, 2415757 (2025)
  12. J. Dostal, F. Fennel, F. Koch, S. Herbst, F. Wurthner, T. Brixner. Nat. Commun. 9, 1, 2466 (2018)
  13. C. Ciuti, V. Savona, C. Piermarocchi, A. Quattropani, P. Schwendimann. Phys. Rev. B 58, 7926 (1998)
  14. S. Ben-Tabou de Leon, B. Laikhtman. Phys. Rev. B 63, 125306 (2001)
  15. C. Schindler, R. Zimmermann. Phys. Rev. B 78, 045313 (2008)
  16. M. Combescot, O. Betbeder-Matibet, R. Combescot. Phys. Rev. B 75, 174305 (2007)
  17. M.M. Glazov, H. Ouerdane, L. Pilozzi, G. Malpuech, A.V. Kavokin, A. D'Andrea. Phys. Rev. B 80, 155306 (2009)
  18. K. Sivalertporn, L. Mouchliadis, A.L. Ivanov, R. Philp, E.A. Muljarov. Phys. Rev. B 85, 045207 (2012)
  19. J. Wilkes, E. Muljarov. Superlattices Microstruct. 108, 32 (2017)
  20. B.F. Gribakin, E.S. Khramtsov, A.V. Trifonov, I.V. Ignatiev. Phys. Rev. B 104, 205302 (2021)
  21. S. Zheng, E. Khramtsov, I. Ignatiev. Phys. E 174, 116333 (2025)
  22. P.A. Noordman, L. Maisel Liceran, H.T.C. Stoof. Phys. Rev. B 113, 155440 (2026)
  23. J. Kasprzak, M. Richard, S. Kundermann, A. Baas, P. Jeambrun, J.M.J. Keeling, F.M. Marchetti, M.H. Szymanska, R Andre, J.L. Staehli, V. Savona, P.B. Littlewood, B. Deveaud, L.S. Dang. Nature 443, 409 (2006)
  24. A. Kavokin, J. Baumberg, G. Malpuech, F. Laussy. Microcavities, Series on Semiconductor Science and Technology. OUP Oxford (2007). 432 c
  25. T. Byrnes, P. Recher, Y. Yamamoto. Phys. Rev. B 81, 205312 (2010)
  26. F. Tassone, Y. Yamamoto. Phys. Rev. B 59, 10831 (1999)
  27. M.A. Masharin, V.A. Shahnazaryan, I.V. Iorsh, S.V. Makarov, A.K. Samusev, I.A. Shelykh. ACS Photonics 10, 691 (2023)
  28. М.А. Чукеев, Е.С. Храмцов, Ш. Чжэн, И.В. Игнатьев, С.А. Елисеев, Ю.П. Ефимов. ФТП 57, 6, 461 (2023). [M.A. Chukeev, E.S. Khramtsov, S. Zheng, I.V. Ignatiev, S.A. Eliseev, Y.P. Efimov. Semiconductors 57, 457 (2023)]
  29. M.A. Chukeev, Sh. Zheng, E.S. Khramtsov, I.V. Ignatiev, S.A. Eliseev, V.A. Lovtcius, Yu.P. Efimov, M.A. Lozhkin. Phys. Rev. B 109, 235305 (2024)
  30. G. Aichmayr, M. Jetter, L. Vina, J. Dickerson, F. Camino, E.E. Mendez. Phys. Rev. Lett. 83, 2433 (1999)
  31. C.J. Dorow, M.W. Hasling, D.J. Choksy, J.R. Leonard, L.V. Butov, K.W. West, L.N. Pfeiffer. Appl. Phys. Lett. 113, 21, 212102 (2018)
  32. E.S. Khramtsov, P.S. Grigoryev, D.K. Loginov, I.V. Ignatiev, Yu.P. Efimov, S.A. Eliseev, P.Yu. Shapochkin, E.L. Ivchenko, M. Bayer. Phys. Rev. B 99, 035431 (2019)
  33. E.L. Ivchenko. Optical Spectroscopy of Semiconductor Nanostructures. Alpha Science International, Ltd (2005). 350 c
  34. E.S. Khramtsov, P.A. Belov, P.S. Grigoryev, I.V. Ignatiev, S.Y. Verbin, Yu.P. Efimov, S.A. Eliseev, V.A. Lovtcius, V.V. Petrov, S.L. Yakovlev. J. Appl. Phys. 119, 184301 (2016)
  35. B. Gerlach, J. Wuesthoff, M.O. Dzero, M.A. Smondyrev. Phys. Rev. B 58, 10568 (1998)
  36. I. Vurgaftman, J.R. Meyer, L.R. Ram-Mohan. J. Appl. Phys. 89, 5815 (2001)
  37. Л.Д. Ландау, Е.М. Лившиц. Квантовая механика. Нерелятивистская теория. Изд. " Наука", физ.-мат. лит, М. (1974)
  38. M. Capizzi, S. Modesti, A. Frova, J.L. Staehli, M. Guzzi, R.A. Logan. Phys. Rev. B 29, 2028 (1984).

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

© 2026 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme