氧化亚铜中的磁激子

在使用高分辨率光谱学研究氧化亚铜中的激子光谱时，最引人注目的两项实验发现是 J. Thewes 等人 [Phys. Rev. Lett. 115, 027402 (2015)] 报道的 $F$ 激子的可观测性及其精细结构劈裂。这些发现表明，在激子理论中考虑复杂的价带结构和固体的立方对称性是不可或缺的。这对于磁激子尤为重要，因为外加磁场会进一步降低系统的对称性。我们提出了 $\mathrm{Cu_{2}O}$ 在外加磁场中的激子理论，并特别讨论了光谱对外加磁场方向的依赖关系，这种依赖关系无法通过简单的类氢模型来理解。利用高分辨率光谱学，我们还给出了氧化亚铜在法拉第构型下相应的实验光谱。理论结果与实验光谱不仅在能量上，而且在相对振子强度上均符合得极好。此外，该比较还允许确定该半导体的第四个 Luttinger 参数 $\kappa$。