偶极激子玻色-爱因斯坦凝聚下发光的两光子关联

在0.45-4.2 K温度范围内，研究了偶极激子玻色-爱因斯坦凝聚下的发光强度关联。光激发偶极激子被收集在GaAs/AlGaAs肖特基二极管异质结构中的横向陷阱内，该结构具有单个宽（25 nm）量子阱并在施加电偏压下工作。使用经典的Hanbury Brown - Twiss强度干涉仪（时间分辨率约0.4 ns）测量了两光子关联。在偶极激子的玻色凝聚阈值附近观察到了光子“聚束”，该阈值由光泵浦增加时激子凝聚体窄发光线的出现确定。两光子关联函数在系统相干时间尺度（<约1 ns）上显示出超泊松分布。在激发泵浦明显低于凝聚阈值时，未观察到光子聚束。当激发泵浦远高于阈值，激子凝聚体的窄发光线在发光光谱中增长时，光子聚束减小并最终消失——两光子关联器变为泊松分布，反映了激子玻色凝聚体的单量子态起源。在相同条件下，通过测量空间分离的凝聚体部分的发光干涉得到的一阶空间关联器仍然显著。发现的光子聚束对温度相当敏感：当温度从0.45 K升高到4.2 K时，它下降数倍。如果假设收集在横向陷阱中的偶极激子的发光直接反映了相互作用激子气体的相干性质，那么在凝聚阈值附近观察到的光子聚束现象表明了相互作用激子玻色气体中的相变。