电子-空穴纠缠的光学产生与定量表征

利用量子场论框架下表征纠缠的方法，我们研究了在自旋-轨道耦合存在下，电子-空穴系统中量子纠缠的光学产生和定量表征，并特别对最近的一个实验结果进行了理论分析。从根本上说，这种纠缠应被视为单粒子基态占据数之间的纠缠，并且本质上是由二次量子化哈密顿量中不同单粒子基态之间的耦合产生的。与两种不同圆偏振的共振光模式的相互作用，通常会导致基态和两个重空穴激子态的叠加。当且仅当该状态仅为两个激子本征态的叠加时，纠缠才简化为两个可区分粒子之间的纠缠，每个粒子具有两个自由度，即由角动量表征的能带指数和由位置或动量表征的轨道。通过对轨道自由度求迹得到的能带指数态被发现是一个纯态，因此在该态中，能带指数和轨道自由度是分离的。我们提出了一些关于在空间上分离电子和空穴的基本想法，从而使能带指数或角动量的纠缠存在于空间分离的电子和空穴之间。