2022-2023学年高二物理竞赛课件：外场影响下的激子

外场影响下的激子 为类似与自由激子,但是由于混晶散射,相驰豫时间很短. 外场影响下的激子 磁场 1. 磁场强度划分 ①两个能量单位 电场：激子的里德堡常数 表示激子的 电离能. ●高能端发光谱与扩展态→局域态跃迁有关：扩展态激子在运动过程中被非辐射中心俘获，即发射声子被局域.该局域激子进一步辐射发光,或进一步达到更低的局域态. 局域激子能量越低,局域态密度越小, 局域激子驰豫几率降低. ●高温情况下,即 大部分局域激 子可以热激发到扩展态. 扩展态激子的行 发光谱 扩展态激子激发 局域态激子激发 CdS 磁场：激子的朗道能级 回旋能量为 其中 是激子约 化质量. 朗道能级跃迁满足 激子能量 其中 为磁场不存在下能带极值. 平行磁场波矢. 为 态密度 类似一维 态密度. 为 时态密度. ②三个范围 ●弱磁场： 即 磁场视为微扰. ●强磁场： 即 首先考虑朗道能级,然后考虑库仑能量. ●中等强度磁场： ～ 2.能级变化 ①抗磁移动 ●基态激子 角动量为0,因此固 有磁矩为0.但是在磁场作用下,由于电子 和空穴受到洛伦兹力的作用,激子产生角 动量,且正比于 方向反平行 生感应磁矩. 相应也产 ●相应磁矩在磁场中附加能量 其中 所以抗磁移动 随着 增加而增加. CdS中A激子, ②塞曼能移 ●在 情况下,激子中电子和空穴具有 自旋磁矩,该磁矩在磁场中产生附加能量 其中“+”对于三重态激子 ,“-”对于单 态激子 3.光谱 ●反射谱 随着 激子能级产生塞曼分裂. $$