2022-2023学年高二物理竞赛课件：电子-空穴等离子体（EHP）

电子-空穴等离子体（EHP） 电子-空穴等离子体（EHP） 莫脱密度 1.库仑势屏蔽 在密度为 自由载流子（电子和空穴） 体中激子的势能为 ●虚激发双激子态波矢为 激子波矢为 ,拉曼光子波矢为 能量为 若 该式表明： 双光子拉曼散射中, 拉曼光子的能量正比于入射光子的能量. , ▲前向散射 ●终态为两个前向类光子极化激元: 和 ●曲线为激子极化激元效应. 19.5玻色-爱因斯坦凝聚BEC 1. BEC ①激子与双激子都是玻色子. ②在低温和高密度情况下,大量玻色子处 于一个状态 (粒子数占有率→∞ ), 形成一个宏观粒子. 2. 发光谱 处窄发射带. 3. 产生 ①临界条件（理想玻色子） ●在常温下存在临界密度 ，当 下可能产生BEC. 情况 ●在常密度存在临界温度 当 下可能产生BEC. 情况 g为态简并度. ②困难 随着激子或双激子密度升高, ●相应温度也升高（而不是降低！）（声子辐射和俄歇过程）. ●激子或双激子分解,形成电子-空穴等离子体. ③对激子状态的要求 ●激子极化激元不可取,因为其波矢不可能 ●纵模激子不可取,因为它们会驰豫到更低的三重态激子或横模激子极化激元. ●对应偶极禁戒跃迁的激子最佳.如 激子. 优势：传输距离长（可以达到几mm，比一般激子 至少长2个数量级）. 另外,双激子束缚能很小，不易产生双激子 19.6 光热光学非线性 1.机制 多数半导体中电子-空穴对复合是非辐射 复合,因此晶体被加热,而晶体温度升高又导致吸收谱的改变. BEC. 2.透射谱 CdS 室温 T=300k下,用 cw 激光 514.5nm(绿线) 照明,可使样品 温度增加50k. 特征： ●吸收边变斜,且红移（吸收声子）. ●FP模红移,间隔减小,这是由于折射率增大. ↑处吸收增强. 3.光热光学非线性并不像电子过程那样复杂,通常具有相当长的驰豫时间（ms）. $$