Journal of Experimental and Theoretical Physics

HOME | SEARCH | AUTHORS | HELP

Journal Issues

Manuscript Submission

Guidelines for Authors

Manuscript Status

Contacts

ZhETF, Vol. 128, No. 5, p. 1025 (November 2005)
(English translation - JETP, Vol. 101, No. 5, p. 892, November 2005 available online at www.springer.com )

ЭКСИТОННОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ. СПЕКТРЫ КОЛЛЕКТИВНЫХ ВОЗБУЖДЕНИЙ В РЕЖИМЕ КВАНТОВОГО ЭФФЕКТА ХОЛЛА. СПИНОВЫЙ БИЭКСИТОН
Дикман С.М., Жилин В.М., Кулаковский Д.В.

Received: February 25, 2005

PACS: 73.43.Cd, 73.43.Lp, 71.35.Pq

DJVU (202.5K) PDF (442.4K)

Метод экситонного представления для описания коллективных возбуждений в режиме квантового эффекта Холла позволяет упростить расчет спектров и получить новые результаты в пределе сильного магнитного поля, когда $E_C\ll\hbar\omega_c$ (ω_c - циклотронная частота, E_C - характерная кулоновская энергия). При целочисленном нечетном факторе заполнения u больше единичного (т. е. при $u=3,5,7,\ldots$ ) рассчитаны спектры одноциклотронных магнитоплазменных возбуждений. При единичном заполнении доказано существование спинового биэкситона - связанного состояния двух спиновых волн, - соответствующего возбуждению с изменением спина δ S=δ S_z= -2. В термодинамическом пределе ${N}_{\phi}\to\infty$ (N_φ - степень вырождения системы) получено точное уравнение, определяющее основное состояние биэкситона. Обменная энергия этого состояния меньше, чем у одной спиновой волны (с δ S=δ S_z = -1) при том же значении двумерного волнового вектора q. В пределе $q\to\infty$ , соответствующем распаду биэкситона на пару квазичастиц, одна из которых «трион» со спином -3/2, энергия оказывается меньше, чем энергия $({e^2}/{\varepsilon l_B}) \sqrt{{\pi}/{2}}$ , необходимая в строго двумерном случае для возбуждения электрон-дырочной пары (l_B - магнитная длина, $\varepsilon$ - диэлектрическая постоянная), хотя и больше, чем другой «классический» результат $({e^2}/{2\varepsilon l_B}) \sqrt{{\pi}/{2}}$ , который отвечает возбуждению пары скирмион-антискирмион ( $|{\delta S}|=|{\delta S}_z|\gg 1$ ). В результате решения точного уравнения найдены энергия связи триона и активационная щель для квазичастиц, возбуждение которых отвечает изменению полного спина на величину δ S=δ S_z=-3. Рассчитана энергия спинового биэкситона при значениях волнового вектора $ql_B\gg 1$ .

Report problems