体硅中的双光子间接光注入与双色相干控制

利用电子态的经验赝势描述和体硅中声子态的绝热键电荷模型，我们理论研究了载流子和自旋的双光子间接光注入，以及注入载流子和自旋运动的双色相干控制。对于双光子间接载流子和自旋注入，我们确定了带边跃迁的选择定则、每个导带谷中的注入以及4 K和300 K下每个声子支的注入。在4 K时，TA声子辅助跃迁在低光子能量下主导注入，而TO声子辅助跃迁在高光子能量下主导。在300 K时，前者在所有感兴趣的光子能量下主导。载流子注入表现出各向异性以及相对于光传播方向的线-圆二色性。对于沿$<001>$方向传播的光，载流子注入表现出谷各向异性，且注入到$Z$导带谷的载流子大于注入到$X/Y$谷的。对于沿$<001>$（$<111>$）方向传播的$\sigma^-$光，自旋极化度在4 K时最大值约为20%（6%），在300 K时为-10%（20%），并且在两个温度下，由于不同声子支的贡献，在注入边附近显示出丰富的结构。对于由基频及其二次谐波组成的入射光场的双色相干电流注入，我们计算了4 K和300 K下电子（空穴）电荷和自旋电流的响应张量。我们展示了三种不同偏振情景下的电流控制。最大群速度的谱依赖性表明，电荷电流的方向随光子能量增加而反转。