势阱中超低温下 Cu2O 激子动力学的数值模拟
量子气体
2015-06-05 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
我们通过数值求解玻尔兹曼方程，理论研究了超低温下被限制在势阱中的氧化亚铜 (Cu2O) 激子的弛豫行为。本文考虑的弛豫过程包括形变势声子散射、辐射与非辐射衰变以及俄歇 (Auger) 衰变。我们分析了 0.3K 至 5K 温度范围内的弛豫动力学。仅在形变势声子散射作用下，我们发现对于高于 0.5K 的温度，激子与晶格达到局部平衡，即有效局部温度降至浴温，而低于 0.5K 时则保留非热能量分布。有趣的是，对于所有温度，激子的全局空间分布均未达到平衡分布，而是保持在高得多的有效温度。若进一步考虑激子的有限寿命和双粒子俄歇衰变，我们发现局部和全局有效温度均无法降至浴温。在第一种情况下，我们发现玻色 - 爱因斯坦凝聚 (BEC) 在所研究的所有温度下均会发生。将我们的结果与热平衡情况相比，我们发现势阱中发生 BEC 所需的激子数量显著更高。这一效应可能与较高的全局温度有关，这需要势阱内有更多的激子才能观察到 BEC。在俄歇衰变的情况下，由于激子气体的加热，我们在任何温度下均未发现 BEC。
引用
@article{arxiv.1207.0321,
title = {Numerical simulation of exciton dynamics in Cu2O at ultra low temperatures within a potential trap},
author = {Sunipa Som and Frank Kieseling and Heinrich Stolz},
journal= {arXiv preprint arXiv:1207.0321},
year = {2015}
}