Магнитооптика триплетных экситонов в полупроводниковых кристаллах

• Автор: Старухин, Анатолий Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 342 с. : ил.

Глава I. СИНГЛЕТНЫЕ И ТРИПЛЕТНЫЕ ЭКСИ1ОНЫ В ПОЛУ11РОВОДНИКОВЫХ КРИСТАЛЛАХ

1.1. Синглетные и триплетные состояния

1.2. Энергетический спектр экситона в полупроводниковом кристалле

1.3. Влияние анизотропии кристалла на энерюгический спектр экситона

1.4. Учет обменного взаимодействия. Тонкая структура экситонных уровней

1.5. Оптический спектр экситона

1.6.11рямые экситоны в кристалле селенида галлия

1.7. Оптическая ориентация и выстраивание экситонов

1.8. Экспериментальные исследования оптического выстраивания и ориентации

экситонов

Постановка задачи

Глава II. ПОЛЯРИЗОВАННАЯ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ СВОБОДНЫХ ЭКСИЮНОВ В СЕЛЕН ИДЕ ГАЛЛИЯ
2.1. Введение
2.2. Оптическая ориентация и выстраивание свободных экситонов в селениде галлия при резонансном возбуждении
2.2.1. Экспериментальные результаты
2.2.2.1. Качественное сравнение с феноменологической теорией
2.2.2.2. Количественное сопоставление с результатами микроскопической теории
2.3. Проявление промежуточных состояний в кинетике экситонной люминесценции кристаллов
2.4. Магнито-штарк эффект на экситоне в селениде галлия
2.4.1. Экситон во внешних магнитном и электрическом полях
2.4.2. Эффект Штарка на экситоне
2.4.3. Mai нито-штарк эффект
Выводы к главе И
Глава III. ПОЛЯРИЗОВАННАЯ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ ТРИПЛЕ1НЫХ СВЯЗАННЫХ ЭКСИТОНОВ В СЕЛЕНИДЕ ГАЛЛИЯ
3.1. Связанные экситоны
3.2. Поляризованная люминесценция связанных экситонов в селениде галлия
3.2.1. Энер1етическая структура связанных экситонов в селениде галлия. Эффект Зеемана
3.2.2. Поляризованная люминесценция связанных экситонов. Экспериментальные результаты
3.2.3. Обсуждение результатов
Выводы к главе III
Глава IV. ТРИПЛЕТНЫЕ ЭКСИТОНЫ В ТВЕРДЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ РАСТВОРАХ АИ|ВУ1
4.1. Кристаллическое строение и структурный фазовый переход в смешанных кристаллах ваЗе-СаЗ
4.2. Экситоны в смешанных кристаллах соединений АШВУ|
4.3. Краевая люминесценция твердых растворов баЗ-СаЗе
4.4. Поляризованная люминесценция триплетных экситонов в смешанных кристаллах АШВУ| в машитном поле
4.5. Оптическое выстраивание локализованных экситонов в твердых растворах СаЗе]
4.6. Селективная лазерная спектроскопия локализованных экситонов в твердых растворах
ваЗе^Те* в магнитном поле
Выводы к главе IV
Глава V. ВРЕМЕННАЯ ЗАВИСИМОЕ’ IЬ МАГНИТООПТИЧЕСКИХ ЭФФЕКТОВ В ИЗЛУЧЕНИИ ТРИПЛЕТНЫХ СВЯЗАННЫХ ЭКСИТОНОВ В УСЛОВИЯХ НЕКОГЕРЕНТОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ
5.1. Эффект антипересечения спиновых подуровней триплетных связанных экситонов в магнитном поле
5.2. Временная зависимость эффекта антипересечения уровней триплетных связанных экситонов. Эксперимент
5.3. Временная зависимость эффекта антипересечения уровней триплетных связанных экситонов. Теория
5.4. Влияние энергии связи на кинетику излучательной и безьилучательной рекомбинации триплетных связанных экситонов
5.4.1. Постановка задачи
5.4.2. Экспериментальные результаты и обсуждение
5.5. Излучательная и безызлучательная рекомбинация непрямых триплетных связанных экситонов
5.6. Динамика магиитоиндуцированной линейной поляризации зкситонной
люминесценции кристаллов ваЯе
5 6.1. Введение
5.6.2. Экспериментальные результаты
5.6.3. Теория и обсуждение результатов
Выводы к главе V
Глава VI. СПЕКТРОСКОПИЯ '1РИПЛЕТНЫХ СОСТОЯНИЙ УГЛЕРОДНЫХ НАІІОКЛАСГЕРОВ - ФУЛЛЕРЕНОВ
6.1. Введение
6.2. Электронная структура молекул С70
6.3. Широкополосные спектры люминесценции матрично-изолированных молекул фуллеренаС7о
6.4. Наблюдение эффекта Шпольского в оптических спектрах матрично-изолированных молекул
6.5. Поляризационные эффекты в оптических спектрах матрично-изолированных молекул С70
6.6. Магнитооптические эффекты в спектре излучения матрично-изолированных
молекул С70
Выводы к главе VI
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

носителей. В работе [47] методом оптической ориентации исследовалась кинетика экситонов при межзонном возбуждении в кристаллах арсенида галлия. Из-за структуры валентной зоны в кристаллах АШВУ при межзонном возбуждении кристаллов циркулярно поляризованный светом ориентированными оказываются только электроны [56]. В этом случае степень циркулярной поляризации излучения экситонов зависит от времен жизни и спиновой релаксации электронов и экситонов. Авторы исследовали зависимость степени циркулярной поляризации экситонов от интенсивности накачки и поперечного (по отношению к направлению распространения света) магнитного поля. С ростом уровня накачки степень циркулярной поляризации излучения экситонов в отсутствие поля возрастала почти в 3 раза, что авторы связывали с уменьшением времени жизни свободных электронов, вследствие увеличения коэффициента их связывания в экситоны при большой концентрации дырок.
Считая, что спиновая релаксация в системе экситонов мала, из анализа поведения степени циркулярной поляризации излучения экситонов в этих условиях были получены времена жизни и спиновой релаксации свободных электронов и коэффициент их связывания в экситон. Интерпретация особенностей оптической ориентации экситонов с учетом кинетики свободных электронов является наиболее интересной чертой работы [47], хотя убедительных доказательств справедливости этой интерпретации в работе дано не было.
В заключение этого краткого обзора следует заметить, что опубликованные к началу нашей работы результаты относились к ориентации и выстраиванию синглетных экситонов со спином 5= 0, т. е. речь фактически шла не об ориентации и выстраивании экситонных спинов, а их полных моментов.