源自全可调半导体磁等离子体的超荧光爆发
介观与纳米尺度物理
2013-03-28 v1
摘要
量子粒子有时会协同作用，形成具有非凡特性的宏观有序态。超导性和玻色 - 爱因斯坦凝聚是此类协同现象的范例，其中宏观有序自发出现。在此，我们证明这种有序态也可在强磁场中光学激发的半导体量子阱中获得。当我们用强激光脉冲产生致密的电子 - 空穴等离子体时，经过一定延迟后，会出现超短相干辐射爆发。我们将这一显著现象解释为超荧光 (SF) 的表现，其中宏观极化最初从非相干的激发量子振子系综中自发建立，随后突然衰减，产生巨大的相干辐射脉冲。SF 已在原子气体中被观测到，但本工作代表了在固态环境中对 SF 的首次观测。虽然电子 - 空穴对的复合与原子中的辐射跃迁之间存在类比，但没有先验理由认为半导体中的 SF 与原子 SF 相似。这是一个具有多种超快相互作用的复杂多体系统，其退相干速率至少比辐射衰变速率快 1,000 倍，这是以往原子 SF 研究中完全未探索过的异常情况。尽管如此，我们表明通过公共辐射场的集体多体耦合确实在特定条件下发展并导致 SF 爆发。SF 的固态实现带来了前所未有的可控程度，为基础多体研究和器件应用开辟了机遇。我们证明了 SF 爆发的强度和延迟时间可通过外部磁场、温度和泵浦激光功率进行完全调节。
引用
@article{arxiv.1204.4814,
title = {Generation of Superfluorescent Bursts from a Fully Tunable Semiconductor Magneto-plasma},
author = {G. T. Noe and J. -H. Kim and J. Lee and Y. -D. Jho and Y. Wang and A. K. Wojcik and S. A. McGill and D. H. Reitze and A. A. Belyanin and J. Kono},
journal= {arXiv preprint arXiv:1204.4814},
year = {2013}
}
备注
11 pages, 6 figures