ЭКСИТОННЫЕ И БИЭКСИТОННЫЕ НЕЛИНЕЙНОСТИ В КОГЕРЕНТНОМ ЧЕТЫРЕХВОЛНОВОМ СМЕШЕНИИ В ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ КВАНТОВЫХ ЯМАХ
Хоанг Нгок Кам

Поступила в редакцию: 10 Февраля 2005

PACS: 73.21.Fg, 71.35.Cc, 72.25.Fe

DJVU (257.8K)

PDF (477.6K)

Представлено описание двупарных корреляций в электрон-дырочной системе в возбуждаемых лазером прямозонных полупроводниках методом экситон-бозонного формализма. Учет зависимости состояний квазичастиц от ориентации их углового момента проведен должным образом по теоретико-групповым правилам. На примере системы экситонов тяжелых дырок в квантовых ямах GaAs показано, что кулоновские двухэкситонные корреляции включают эффективное отталкивание между экситонами с отличным от нуля значением суммарного момента и эффективное притяжение между экситонами с нулевым суммарным моментом. Они генерируют соответственно экситонные и биэкситонные нелинейности в экситон-биэкситонной системе. Выведенные гейзенберговские уравнения движения применены к изучению четырехволнового смешения в когерентном режиме. Выяснено, что две компоненты кулоновских двухэкситонных корреляций генерируют когерентное четырехволновое смешение соответственно при социркулярной и перпендикулярно-линейной поляризациях приложенных импульсов и совместно при параллельно-линейной поляризации. Получены общие выражения для амплитуды сигналов четырехволнового смешения с временным разрешением в этих поляризационных конфигурациях, которые в пределе ультракоротких импульсов сводятся к аналитическим функциям времени и параметров возбуждения и образца. С их помощью проанализированы характеристики сигналов в каждой поляризационной конфигурации. Результаты анализа дают адекватную картину биэкситонных эффектов и поляризационной зависимости когерентного четырехволнового смешения в квантовых ямах GaAs.