多励起子系の非線形応答と巨視的量子現象のボゾン化法による研究

利用玻色子化方法研究多激子系统非线性响应和宏观量子现象

• 批准号: 02J04551
• 负责人: 奥村 暁
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02J04551/
• 关键词: 半導体量子井戸; 励起子; ボゾン化; 四光波混合

半導体の1s励起子共鳴近傍における非線形光学応答の理解には、励起子間相互作用の波数依存性、スピン依存性、また励起子と光との非線形結合に関する波数依存性、スピン依存性を調べる必要がある。これに対し、いままで行われてこなかったエネルギーの高い励起子内部自由度(2s、2px、2py)まで拡張した励起子ボゾン化法を用い、ボゾン間相互作用とボゾン-光非線形結合を重いホールの極限において導出することに成功した。さらに、これらを用いて2励起子状態におけるエネルギー固有状態を求め、励起子間の断熱ポテンシャルや1励起子状態から2励起子状態への光による遷移振幅を計算した。これにより励起子間に働く弱い引力の大きさを見積もることができ、またボゾンと光の非線形結合が1s励起子のみを考慮した場合と比べ定性的に変化することも確かめることが出来た。さらに上記の結果を用いて、半導体量子井戸の励起子共鳴近傍の四光波混合信号を解析した。この時、入射レーザーパルスの偏光依存性、パルス幅、励起子の均一幅などの考慮も行った。特に入射光偏光自由度については、励起子の高いエネルギー内部自由度が重要となるco-circularのについての解析を重点的に行った。その結果、励起子の均一幅が励起子間に働く弱い引力と同等程度かそれ以下になると、時間積分四光波混合信号に対して全ての入射光遅延時間に対しての信号強度の増大、また負の入射光遅延時間におけるsteep rise信号の緩和が、さらに時間分解四光波混合信号に対しては、より遅い時間領域へのピークシフトが現れることを数値計算によって得ることが出来た。さらに解析的な手法によりこのピークシフトが励起子間の弱い引力によって支配されていることを確かめることも出来た。

It is necessary to adjust the wave number dependence and the wave number dependence of the interaction between excitors and the nonlinear combination of excitation and light in order to understand the nonlinear optical response near the resonance of the semiconductor. The internal degrees of freedom (2s, 2p x, 2p y) of the excitation motor are derived successfully from the interaction between the excitation motor and the non-linear combination of light. For example, when the excitation state is 2, the intrinsic state is 1, and the excitation state is 2, the intrinsic state is 1, and the transient amplitude is 2. The force of gravity is strong, and the force of gravity is strong. The results of this paper are applied to the analysis of four-wave mixed signals near the excitation resonance of semiconductor quantum wells. Polarization dependence of incident light, polarization amplitude and excitation uniformity are considered. Especially for incident light polarization degree of freedom, excitation and high degree of internal freedom is important, co-circular and analysis is important. As a result, the average amplitude of the excitation driver is equal to the amplitude of the excitation driver, the weak gravity is equal to the amplitude of the excitation driver, and the time integral four-wave mixed signal is equal to the amplitude of the incident light delay time, and the signal intensity is increased, and the negative incident light delay time is equal to the amplitude of the excitation driver. The time integral four-wave mixed signal is equal to the amplitude of the excitation driver. The time domain is not available. The method of analysis is to control the weak gravity between the excitation and the excitation.