量子阱结构中发光环形图案形成机制: 光诱导的平面内电荷分离

约一年前，两个独立的实验[1,2]对在加偏压和光激发下从掺杂双量子阱中观察到的间接激子发光进行成像，报告了非常引人注目的观察：在特定的实验条件下，激子发光呈现出环形图案，中心激发点与发光环之间形成暗区，发光环可以延伸数毫米。最初对这种发射图案起源的推测包括由于偶极-偶极排斥导致的亚声速球形运输以及激子的玻色子超流性。在本文中，我们发现该环效应也在单量子阱结构中观察到，其中仅存在直接激子。更重要的是，我们发现这些实验结果可以定量地解释为一种新的耦合二维电子-空子等离子体动力学，即光诱导的平面内电荷分离。这种电荷分离解释了环形发光时间显得异常长长，可超过1微秒——远长于中心位置激子发射寿命。这种持续创建激子的方法可能导致高度密度的激子气体，并且由于在激子在中心位置的热光创建后可以长时间散热，与晶体格子接触，从而为对量子统计的详细研究开辟了可能性。平面内电荷正负区域的分离，两者之间存在尖锐的界面，这是一种有趣的非平衡动力学和图案形成的新实例。