Доклад будет посвящен обзору свойств и методам теоретического описания высоковозбуждённых состояний экситонов кристаллах полупроводников на примере закиси меди. Экситон большого радиуса — это простейший кулоновский комплекс, представляющий собой электрон-дырочную пару, связанную посредством кулоновского взаимодействия. В простейшей модели гамильтониан экситона аналогичен гамильтониану атома водорода. Тем не менее, кристаллическое окружение вносит поправки в водородоподобную модель, которым будет уделено основное внимание.

Закись меди — уникальный в своем роде материал, в котором сочетаются высокая энергия связи экситона, а также очень высокое качество природных кристаллов. Именно в закиси меди в 1952 году Е.Ф. Гроссом и Н.А. Каррыевым было произведено первое экспериментальное наблюдение экситонов в полупроводниках, тогда же впервые исследовалось влияние на экситонные состояния внешних полей. Интерес к данному материалу (и экситонам в объемных полупроводниках в целом) возобновился в 2014 году, когда в Техническом университете Дортмунда в группе М. Байера удалось измерить экситонную серию вплоть до состояний с n=25. Такие экситоны имеют размер вплоть до микрометра, что делает их макроскопическими квантовыми объектами и ставит вопрос о сопоставлении свойств высоковозбужденных состояний экситонов со свойствами ридберговских атомов. Дальнейшие эксперименты группы М. Байера по измерению тонкой структуры экситонных состояний, эффекта Штарка и диссоциации экситонов во внешнем электрическом поле, а также скейлинга параметров экситонных состояний с главным квантовым числом инициировали наши теоретические исследования, результаты которых будут представлены на семинаре. В конце доклада будут кратко упомянуты свойства экситонов в монослоях дихалькогенидов переходных металлов — структур с экстремальной двумерностью, где основной вклад в отклонение экситонных свойств от водородоподобной модели вносит диэлектрическое окружение.

Страница создана 4 февраля 2020 г.