Пространственная дисперсия кристаллов в магнитном поле

• Автор: Кочерешко, Владимир Петрович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 170 c. : ил

Глава I. МЕХАНИЧЕСКИЕ, КУЛОНОВСКИЕ И РЕАЛЬНЫЕ ЭКСИТОНЫ

В МАГНИТНОМ ПОЛЕ

§ I. Структура и энергетические зоны в кристаллах

типа вюрцита

§ 2. Экситонные состояния, тонкая структура экситонных состояний

§ 3. Влияние магнитного поля на уровни энергии кулоновских экситонов

§ 4. Светоэкситонное взаимодействие

§ 5. Тензор диэлектрической проницаемости. Макроскопическая кристаллооптика

§ 6. Экспериментальное изучение магнитооптических

эффектов и эффектов пространственной дисперсии

Глава II. ПЕРЕСТРОЙКА ДИСПЕРСИИ СВЕТОЭКСИТОНОВ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ

§ I. Экспериментальная методика
§ 2. Дисперсионные уравнения
§ 3. Интерференционные спектры магнитополяритонов
§ 4. Дисперсия магнитополяритонов в "запрещенной"
геометрии
§ 5. Краткие выводы
Глава III. ЭФФЕКТЫ ИНВЕРСИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ПОЛЯРИТО-

§ I. Дисперсия светоэкситонов в кристаллах без центра инверсии
§ 2. Интерференция поляризованных лучей в области
экситонного резонанса

§ 3 . Эффект инверсии магнитного поля и дисперсия
светоэкситонов
§ 4 . Обсуждение результатов и краткие выводы
Глава IV. МАГШТОИВДУЦИРОВАННАЯ ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ДИС
ПЕРСИЯ ОСЕЙ КРИСТАЛЛА
§ I . Тензор диэлектрической проницаемости и маг
нитооптические эффекты в кристаллах
§ 2 . Тензор диэлектрической проницаемости для эк-ситонов серии А и В в кристаллах типа вюр -цита
§ 3 . Проявление магнитоиндуцированной пространственной дисперсии в спектрах пропускания и отражения кристаллов
§ 4 . Экспериментальное изучение магнитоиндупиро -ванной пространственной дисперсии оптических осей кристалла
§ 5 . Краткие выводы
ПРИЛОЖЕНИЕ . Тензор диэлектрической проницаемости для возбужденных состояний А( П/ = 2) экситона
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Оптическая спектроскопия кристаллов, т.е. исследование взаимодействия света с кристаллами, сыграла основную роль в развитии представлений о строении и уровнях энергии собственных состояний вещества. Методы оптической спектроскопии оказались незаменимыми при изучении переходов вблизи края собственного поглощения полупроводников. Исследование энергетического положения спектральных линий и их формы дает важную информацию о структуре энергетических зон, колебательных состояниях и примесных уровнях в кристаллах.
При обсуждении оптических, фотоэлектрических и других свойств кристаллов широко используются представления об эксито-нах. Изучение оптических спектров экситонов позволяет получать уникальную информацию об энергетической структуре кристаллов.
Традиционные спектроскопические методы в сочетании с приложением внешних воздействий, таких как деформации, электрические и магнитные поля, позволяют определить зонную структуру кристаллов, идентифицировать спектры примесных состояний, изучать взаимодействия экситонов с другими квазичастицами и между собой. Особую роль здесь следует отвести внешним магнитным полям как наиболее удобному инструменту исследования.
С развитием методов оптической спектроскопии и с дальнейшим углублением теоретических представлений об экситонных состояниях все большее значение стало приобретать изучение тонкой структуры экситонных состояний в окрестности частот экситонных переходов. Интерес к этой области экситонной спектроскопии вызван еще и тем, что в области, близкой к экситонному резонансу, наиболее полно проявляются явления, связанные с запаздывающим взаимодействием между зарядами в веществе и с прост-

риальных параметров удается получить и при исследовании спектров магнитоотражения в кристаллах. Однако при исследовании отражения учет поляритонного характера экситонов еще более важен, чем при исследовании пропускания. В работах [^7], [127] исследовалось магнитоотражение в кристаллах ЪьР , 6а А 5 , Сэ/ Б , 6з8е , , получен ряд параметров экситонов. Интересные
данные по магнитоотражению получены в работе [85] , где исследовалась толщина "мертвого" слоя в зависимости от величины магнитного поля.
К исследованиям по эффекту Зеемана на экситоне вплотную примыкают работы, посвященные изучению поляризации, люминесценции и оптической ориентации экситонов в магнитных полях [&1}[5в]
Начиная с первых работ Хапфилда [83] , многие авторы наблюдали влияние магнитного поля на величину боровского радиуса экситона [76], [126] , однако несмотря на большое количество теоретических работ на эту тему [72],[79],[121] , ясной картины поведения уровней энергии экситона в промежуточных полях пока нет.
Экспериментальное изучение добавочных волн началось с работ Томаса и Хапфилда [89] , в которых проведен анализ контура отражения в области экситонного резонанса и показано, что если отказаться от учета пространственной дисперсии, то возникают следующие противоречия:
1. Несовпадение контуров отражения света в кристалле для двух направлений К : К1С и КIIС
2. Константа затухания, определяемая из полуширины зоны контура отражения, оказывается Г~ 1 ме/ , однако измерения по
ширине запрещенных линий дают значение Г О. ] идеу.
Эти противоречия снимаются при учете добавочных световых волн в кристалле. В работах [9],[бб],[Ц8] проводился одновремен-