WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

Основное внимание в данной работе посвящено исследоваВременная эволюция сигнала пропускания в магнитном поле нию поведения экситон-поляритонной системы в магнитном поле, после резонансного возбуждения линейно-поляризованным светом в перпендикулярном плоскости МР. НПВ расщепляется на две циркугеометрии (k,0) при k=1.8 µ-1 и плотности возбуждения 100 Вт/см2 полярно-поляризованные компоненты НП+ и НП-. В отличие от случая казана на рис. 6 а) для двух геометрий: поляризации лучей накачки и возбуждения циркулярно-поляризованным светом короткий линейнозондирования коллинеарны (YY) (пустые символы) и ортогональны поляризованный импульс со спектральной шириной, превышающей (XY) (заполненные символы). Регистрация пропускания производивеличину зеемановского расщепления НП+ и НП-, возбуждает суперлась в - поляризации, что отвечает пропусканию - компоненты + - позицию циркуляно-поляризованных состояний: и НПВ. Поведение пропускания для + компоненты аналогично. На риY = i сунке видно, что в нулевом поле сигнал в обеих геометриях монотон+ + -. Для величины дифференциального пропускания света с Y но затухает с ростом времени задержки зондирующего импульса. В X = магнитном поле в зависимости величины пропускании от времени поляризацией при возбуждении Y и X поляризованным светом с учепоявляются отчетливые осцилляции, период которых уменьшается с том правил отбора для экситонных переходов можно соответственно ростом магнитного поля.

написать:

Зависимость обратного периода осцилляций от величины магIYY ~ 2nY+nX -nY(E+) нитного поля показана на рис. 6 б). На этом же рисунке приведена IXY ~ nY+2nX –nX(E+). зависимость от магнитного поля и для величины зеемановского расУчет расщепления состояний приводит к тому, что плоскость щепления НПВ ((В)), определенного из спектров пропускания. На поляризации смешанного состояния вращается во времени с периодом рисунке видно, что период осцилляций пропускания полностью определяется величиной, что позволяет сделать вывод о том, что квантоT=2/|+--|. Вследствие этого вращения в обеих геометриях экспевые биения в пропускании связаны с зеемановским расщеплением НП римента YY и XY должны наблюдаться осцилляции пропускания, компонент. На рис. 6 а) также видно, что при временах задержки, причем осцилляции в этих геометриях должны находиться в противобольших 5 пс, когда сигнал от когерентного рассеяния исчезает, осфазе. Затухание сигнала пропускания определяется двумя характерцилляции в коллинеарной и ортогональной конфигурации поляризаными временами, а именно, временем рекомбинации и временем ций находятся в противофазе в полном согласии с выражениями (2).

13 Используя для аппроксимации экспериментальных кривых формулы Кроме осцилляций в дифференциальном пропускании на рис.

(2), мы нашли, что они достаточно хорошо описываются во всем диа- 6 в) видны также осцилляции в спектральном положении линии пропазоне задержек от 5-50 пс следующими временами: ~ 70 пс и coh ~ пускания. На рис. 6 в) видно, что в магнитном поле осцилляции в 18 пс. дифференциальном пропускании и в спектральном положении линии НП имеют один и тот же период в обеих (коллинеарной и ортогональной) конфигурациях линейной поляризации накачивающего и зонди0,16 0,рующего импульсов. Так же, как и осцилляции пропускания, осцилляа) б) ции в энергии в YY и XY конфигурациях находятся в противофазе.

0 T 0,12 0,Однако при этом осцилляции спектрального положения пиков сдвинуты примерно на /2 по отношению к осцилляциям в интенсивности.

0,08 0,Следует подчеркнуть, что осцилляции наблюдаются только при исЗеемановское расщепление 0.5 T пользовании линейной поляризации накачивающего и тестирующего лучей, они пропадают при тестировании циркулярно-поляризованным 0,04 0,лучом. Наблюдаемые осцилляции в энергиях + и - переходов, так Обратный период осцилляций же как и осцилляции пропускания, связаны с зеемановским расщепле0,00 0,1.4 T 0 2 4 6 нием поляритонных уровней, однако имеют более сложную природу.

Магнитное поле (T) Действительно, энергии + (или -) переходов, протестированные в один и тот же момент времени светом с разными линейными поляризациями, имеют разную величину. Следовательно, сдвиг энергий пе2.4 T реходов нельзя связать с простой перенормировкой энергий поляритонов из-за заполнения состояний.

в) Исследования поляритонной системы в плоских МР позволяет проследить за изменением экситон-поляритонной системы при разных 3.2 T k, изменяя угол падения зондирующего луча. Наибольший интерес 80 при этом представляют исследования на двух квазиимпульсах, а именно: k=-kp и k=2kp. В первом случае тестируются изменения энер4 T гии, совпадающей с энергией накачивающего импульса в силу равенства E(k)=E(-k), а во втором случае можно проследить за эффектом от когерентного параметрического рассеяния, интенсивного в условиях выполнения равенства.

5 T -Исследования пропускания в геометрии (k,-k) показали, что -10 0 10 20 30 40 50 Задержка d [пс] поведение осцилляций в пропускании и в энергиях перехода близко к их поведению в геометрии (k,0): осцилляции в конфигурации YY и -20 -10 0 10 20 30 40 50 XY как в пропускании, так и в энергиях переходов находятся в протиЗадержка d [пс] вофазе и затухают на временах ~ 30 пс. Однако при этом было обнаРис. 6. а) Пропускание через МР в k=0 при детектировании - в магружено одно существенное различие. Если фазы осцилляций в пронитных полях B от 0 до 5 T. б) Обратный период квантовых биений (круги) пускании при детектировании на энергии + и - мод в геометрии как функция от магнитного поля в сравнении с энергией расщепления между (k,0) совпадают, то в геометрии (k, –k) они оказываются в противофа+ и - НП компонент (квадраты), определенной из спектров пропускания. в) зе, так что в суммарном (++-) сигнале при линейном детектироваСравнение временных зависимостей дифференциального пропускания (верхнии осцилляции в интенсивности отсутствуют.

няя панель) и сдвига положения пиков в спектрах пропускания (нижняя панель) в магнитном поле B=2.5 T. Открытыми символами показана конфигура- В геометрии (k, 2k) в спектрах пропускания доминирует сигция YY, заполненными - XY. Ppump= 100 Вт/см2 kp =1.8 µ-1.

нал, связанный с когерентным рассеянием на малых временах задерж15 --1/T ( пс ) Зеемановское расщепление ( пс ) интенсивность ( отн.

ед.) интенсивность [ отн.

ед.] сдвиг линии [ мкэВ ] ки, некогерентная часть на больших временах задержки практически параметрического рассеяния можно управлять, контролируя величину отсутствует. Быстрое затухание некогерентного вклада на квазиим- некогерентного рассеяния поляритонов на дно НПВ.

пульсах k~2kp, по-видимому, связано с тем, что НПВ находится доста- 5. С помощью методики «накачка – зондирование» исследоточно близко к уровню свободного экситона, что обеспечивает быст- вана спиновая релаксация и дефазировка в экситон-поляритонной сисрую энергетическую релаксацию возбужденных состояний. теме в плоских МР. Определены времена жизни, спиновой релаксации В конце главы 5 рассмотрена теоретическая модель для чис- и спиновой когерентности в экситон-поляритонной системе.

ленных расчетов поведения дифференциального пропускания и энер- 6. Обнаружены квантовые биения в спектрах пропускания МР гий поляритонных переходов с ростом времени задержки в некогев магнитном поле на частотах + и - НПВ при использовании линейрентном рассеянии и проведено сопоставление с экспериментальными но-поляризованных импульсов накачки и зондирования. Показано, что данными. Модель учитывает переходы между основным, экситонным осцилляции связаны с вращением плоскости экситонной поляризации, и биэкситонным состояниями (четырехуровневая модель) с учетом возбужденной импульсом накачки, с частотой, равной разности частот эффектов локализации экситонов на флуктуациях потенциала в КЯ. В + и - поляритонных компонент.

рамках рассмотренной модели, не учитывающей рассеяние полярито7. Обнаружены осцилляции в спектральном положении + и нов на фононах и электронах, удается описать качественно основные - компонент НП в спектрах дифференциального пропускания. Найособенности поведения дифференциального пропускания и энергий дено, что осцилляции в YY и XY конфигурациях находятся в протиполяритонных переходов с ростом времени задержки.

вофазе и, следовательно, не могут быть объяснены простой перенорВ заключении сформулированы основные результаты мировкой уровней из-за межчастичного взаимодействия. Для их объисследований, выполненных в данной работе.

яснения привлекается четырехуровневая (экситон-биэкситонная) мо1. Для проверки теоретической модели стимулированного дель.

параметрического рассеяния поляритонов в МР, предсказывающей 8. Исследована зависимость фаз осцилляций дифференциальжесткий режим развития рассеяния, исследована зависимость ного пропускания на частотах + и - мод НП и частот этих компонент электрического поля на КЯ от плотности и энергии возбуждения в от частот накачки и зондирования. Найдено, что для объяснения этих области точки перегиба дисперсионной кривой. Обнаружен зависимостей также нужно выйти за рамки двухуровневой модели. В предсказанный теорией скачок поля на КЯ, приводящий к переходу рамках четырехуровневой модели без учета рассеяния на фононах и параметрического рассеяния в жесткий режим.

электронах удается описать наблюдаемую зависимость только качест2. Бистабильное поведение поляритонной моды венно.

продемонстрировано в измерениях пропускания и четырехволнового смешения. Найдено, что при достаточно больших расстройках энергий поляритонов и возбуждающего импульса (=h-ELP(kp)>0.5 мэВ) 3. Работы, представленные на защиту.

скачок поля совпадает с порогом стимулированного рассеяния, что согласуется с теорией. При меньших стимулированное рассеяние 1. «Энергетическая релаксация экситонных поляритонов в понаступает при более высоких плотностях возбуждения.

лупроводниковых микрорезонаторах и ее влияние на параметрическое 3. Обнаружено нестандартное поведение порога рассеяние поляритонов», Д.Н. Крижановский, М.Н. Махонин, А.И.

стимулированного рассеяния в плоских МР: порог сильно понижается Тартаковский, В.Д. Кулаковский, ЖЭТФ, 127, 141 (2005) при увеличении температуры и при включении слабого дополнительного возбуждения выше запрещенной зоны, несмотря на 2. «Стимулированное поляритон-поляритонное рассеяние в увеличение потерь из-за возрастания рассеяния на фононах полупроводниковых микрорезонаторах», В.Д. Кулаковский, Д.Н.

(фотовозбужденных свободных носителях). Эффект усиливается с Крижановский, М.Н. Махонин, А.А. Деменев, Н.А. Гиппиус, С.Г. Тиувеличением глубины НПВ.

ходеев, УФН, 175, 334 (2005) 4. Показано, что нестандартное поведение порога обусловлено заполнением дна НПВ благодаря подавлению эффекта «бутылочного горла». Величиной порога для стимулированного 17 3. «Quantum beats between magnetic field split states in semicon- [11] I. Shelykh, K. V. Kavokin, A. V. Kavokin, G. Malpuech, P.

ductor microcavity», M.N.Makhonin, A.A.Demenev, D.N.Krizhanovskii, Bigenwald, H. Deng, G. Weihs, and Y. Yamamoto, Phys. Rev. B 70, V.D.Kulakovskii, Phys. Stat. Sol. (c), 2, 3872 (2005) 035320 (2004) [12] D.N. Krizhanovskii, G. Dasbach, A.A. Dremin, V.D. Ku4. «Instability effects in cw FWM of cavity polaritons in planar lakovskii, N.A. Gippius, M. Bayer, A. Forchel, SSC 119,435(2001) microcavities», V.D.Kulakovskii, M.N.Makhonin, D.N.Krizhanovskii, [13] A. Baas, J.-Ph. Karr, M. Romanelli, A. Bramati, and E. GiA.I.Tartakovskii and N.A.Gippius, Phys. Stat. Sol.(c), 2, 755 (2005) acobino, Phys. Rev. B 70, 161307(R) (2004) [14] A. Baas, J. Ph. Karr, H. Eleuch, and E. Giacobino, Phys. Rev.

5. «Influence of nonstimulated polariton relaxation on parametric A 69, 023809 (2004) scattering of microcavity polaritons», D.N.Krizhanovskii, A.I.Tartakovskii, [15]A. I. Tartakovskii, D. N. Krizhanovskii, G. Malpuech, M.

M.N.Makhonin, A.N.Dremin and V.D.Kulakovskii, Phys. Rev. B., 70, Emam-Ismail, A. V. Chernenko, A. V. Kavokin, V. D. Kulakovskii, M.S.

195303 (2004) Skolnick, J. S. Roberts, Phys. Rev. B 67, 165302 (2003).

6. «Influence of temperature and free carries on four-wave mixing [16]A. I. Tartakovskii, M. Emam-Ismail, R. M. Stevenson, M. S.

in semiconductor microcavities», M.N. Makhonin, D.N. Krizhanovskii, Skolnick, V. N. Astratov, D. M. Whittaker, J. J. Baumberg, J. S.Roberts, A.N. Dremin, A.I. Tartakovskii, V.D. Kulakovskii, N.A. Gippius, M.S. Phys. Rev. B 62, R2283 (2000).

Skolnick and J.S. Roberts, Proc. SPIE, 5023, 105 (2003) [17] K.V. Kavokin, P. Renucci, T. Amand, X. Marie, P. Senellart, J. Bloch, B.Sermage, Phys. Stat. Sol (c), 2, 763 (2005) Список литературы.

[1] Y. Arakawa, and H. Sakaki, Appl. Phys. Lett. 40, 939 (1982) [2] C. Weisbuch, M. Nishioka, A. Ishikawa, and Y. Arakawa Phys. Rev. Lett. 69, 3314 (1992) [3] P. G. Savvidis,J. J. Baumberg, R. M. Stevenson, M. S. Skolnick, D. M. Whittaker, and J. S. Roberts. Phys.Rev.Lett, 84, 1547(2000) [4] J. J. Baumberg, P. G. Savvidis, R. M. Stevenson, A. I. Tartakovskii, M. S. Skolnick, D. M. Whittaker, and J. S. Roberts, Phys.Rev. B 62, R16247(2000) [5] A. I. Tartakovskii, D. N. Krizhanovskii, V. D. Kulakovskii, Phys.Rev. B 62, R13 298 (2000).

[6] C.Ciuti, P. Schwendimann, A. Quattropani, Phys. Rev. B 63, 041303 (2001) [7] Gippius N.A. et al., Europhis.Lett., 67 997(2004) [8] Н.А. Гиппиус, С.Г. Тиходеев, Л.В. Келдыш, В.Д. Кулаковский,УФН т. 175,327 (2005) [9] В.Д. Кулаковский, Д.Н. Крижановский, М.Н. Махонин, А.А. Деменев, Н.А. Гиппиус, С.Г. Тиходеев,УФН т. 175, 334 (2005) [10] P. G. Lagoudakis, P. G. Savvidis, J. J. Baumberg, D. M.

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»