Долгоживущие двумерные триплетные магнитоэкситоны в холловском изоляторе
Кулик Л.В., Горбунов А.В., Журавлев А.С., Тимофеев В.Б., Кукушкин И.В.

Поступила в редакцию: 21 Августа 2015

DOI: 10.7868/S0044451016030123

PDF (391.7K)

Разработана экспериментальная техника, позволяющая осуществлять фотовозбуждение ансамбля трансляционно-инвариантных триплетных экситонов, манипулирование ансамблем и детектирование свойств его составляющих. Исследовано, в частности, влияние температуры на процесс безызлучательного распада, связанный с релаксацией экситонного спина в основное состояние холловского изолятора при факторе заполнения u =2. Рождение фотовозбужденных электронов и дырок контролировалось по спектрам фотоиндуцированного резонансного отражения, что позволяло оценивать плотность рожденных светом электронно-дырочных пар и контролировать независимым образом самосогласованное рождение электронов на первом уровне Ландау и дырок (вакансий) на основном (нулевом) электронном циклотронном уровне. Существование триплетных экситонов устанавливалось по спектрам неупругого рассеяния света, из которых определялась величина синглет-триплетного экситонного расщепления. Обнаружено, что времена жизни триплетных экситонов, тесно связанные с временами релаксации электронного спина, чрезвычайно велики и в высокосовершенных гетероструктурах GaAs/AlGaAs с большой подвижностью двумерных электронов достигают 100 мкс при низких температурах. Дается качественное объяснение столь большим временам спиновой релаксации, а также обсуждается ожидаемое коллективное поведение триплетных магнитоэкситонов большой плотности при достаточно низких температурах, связанное с их бозевской природой.