半导体微腔中极化子散射的微观计算

激子-极化子系统近期的实验提供了极化子-极化子相互作用常数的高精度测量，该常数是支配极化子凝聚体非线性动力学并潜在实现量子关联极化子的关键参数。然而，迄今为止，该参数仅在理论上通过微扰处理或不包含激子复合性质的近似来讨论。在此，我们使用最近发展的涉及电子、空穴与光子的极化子微观描述，其中带电粒子间的相互作用被假定为高度屏蔽。在此模型内，我们对自旋极化极化子-极化子与极化子-激子相互作用常数进行了精确的四体计算。在关涉原子薄半导体微腔的弱光-物质耦合极限下，我们与最近提出的低能极化子-极化子散射的普适形式 [O. Bleu 等人, Phys. Rev. Res. 2, 043185 (2020)] 取得了极佳一致。在关涉多层微腔的更强光-物质耦合下，我们观察到相互作用常数增大并趋向玻恩近似所预测的值。我们表明在所有相关 regime 中，相互作用常数均可由负碰撞能处的激子-激子散射相移准确获得，并论证这对具有强光-物质耦合的其他系统中的相互作用具有重要含义。