少数励起子系のボゾン化と非線形応答の理論的研究

少数激子系统的玻色化和非线性响应的理论研究

• 批准号: 11740165
• 负责人: 小川 哲生
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Osaka University (2000)Tohoku University (1999)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11740165/
• 关键词: 少数励起子系; ボゾン化法; 3次非線形光学応答; パウリ排他律; 励起子間相互作用; 励起子分子; 非調和性; 多光波混合過程

4光波混合法や相関関数法を用いて実験・理論両面から議論されている,半導体のバンド間励起状態である励起子の非線形光学応答の理論的研究である。この系の3次光学的非線形性の起源は励起子間の相互作用および励起子-光子間相互作用にある,という立場から,励起子のボゾン化法を再検討し,ボゾン間相互作用の詳細を明らかにすることが研究の目的である。昨年度検討した従来のボゾン化法(Usui変換法やMarumori写像など)での欠点(点ボゾン近似)を克服し,さらに偏光依存性や角運動量依存性をも取り込んだ新しい励起子ボゾン化法を完成した。この方法では,励起子が複合粒子であることに起因する純ボーズ統計からのずれ(複合粒子効果と呼ぶ)を系統的にかつ厳密に取り扱うことができる。よって,任意の電子-正孔間相対運動をする4フェルミオン系を2ボゾン系に厳密に写像できる。このボゾン理論を,半導体バルク系(3次元)と半導体量子井戸系(2次元)に適用し,ボゾン励起子間相互作用とボゾン-光子間相互作用の表式を得た。さらに,得られたボゾンハミルトニアンの固有状態と固有エネルギーを求め,これらと現象論的少数準位モデルとの対応を解明した。これにより,現象論的少数準位モデルの微視的意味と適用限界とが明らかになった。2つの励起子の束縛状態である励起子分子にもこのボゾン化法を適用し,ボゾン励起子とボゾン励起子分子の2種類のボゾンが共存する系の光学応答を考察した。この共存系のボーズ・アインシュタイン凝縮や超流動も,このボゾン理論で解明できると期待される。

4. The light wave mixing method and the correlation method are used and the theory is discussed and the non-linear optical circuit theory of semiconductors is studied. The origin of the nonlinearity of the tertiary optics of the system, the interaction between the excitation drivers, the interaction between the excitation drivers and the photons, the interaction between the excitation drivers, and the interaction between the photons Field から, 力开子のボゾン法を検 Discussion し, ボゾン のDetailed を明らかにすることが Research である. Last year's annual review of the した従来のボゾン法(Usui変change法やMarumori writing like など)でのowed point(PointボゾンNearly Like)をovercomingし,さらにpolarized light dependenceやangular motion amount dependenceをもtakeり込んだ新しいstimulus starterボゾン化法をcompleteした.このmethodでは,stimulated starterがcomposite particleであることにcauseするpureボーズstatisticsからのThe ずれ (composite particle effect とcall ぶ) を system's にかつ即 density にGET りうことができる.よって, any electron-positive hole mutual motion をする4 フェルミオン system 2 ボゾン system に厳 density に Write image できる. The このボゾン theory is applicable to the semiconductor バルク system (3-dimensional) and the semiconductor quantum well system (2-dimensional), and the interaction between ボゾンstimulators and the interaction between ボゾン-photons are derived. It's a natural stateーをQuestion, これらとMinority standard of phenomenology, モデルとの対応を Explain した.これにより, the meaning of the micro-view of the minority level of phenomenology and the applicable limit とが明らかになった. 2. The bound state of the energized screwdriver and the molecule of the energized screwdriver. The coexistence of 2 types of energized starter molecules and the optical irradiation of the system are investigated. The system of coexistence is super fluid, the theory of coexistence is explained, and the expectation is expected.

项目成果

S.Okumura & T.Ogawa: "Bosonized Hamiltonian for excitonsc X^<(3)> responses in semiconducfors"Jouinal of Luminescence. 87. 238-240 (2000)

奥村

T.Ogawa & S.Okumura: "Bosonization of Two-Fermion Composites with an arbitrary internal motion : Application to correlated is exciton systems"International Jownal of Matenials Science B. (発表予定). (2001)

T.Okawa 和 S.Okumura：“具有任意内部运动的二费米子复合材料的玻色化：在相关激子系统中的应用”国际材料科学杂志 B.（即将发表）。

S.Okumura & T.Ogawa: "Bosonized Hamiltonian for excitonic X^<(3)> responses in semiconductors"Journal of Luminescence. (発表予定). (2000)

S.Okumura 和 T.Okawa：“半导体中激子 X^<(3)> 响应的玻色子化哈密顿量”发光杂志（即将出版）。