半导体中激子模式的超快非平衡演化
强关联电子
2020-01-31 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
我们在一维无自旋扩展 Falicov-Kimball 模型中研究了光激发后激子态的时间演化。采用并相互基准比对了多种数值方法：含时平均场模拟、Kadanoff-Baym 形式下的二阶 Born 近似（2BA）、用 2BA 实现的广义 Kadanoff-Baym 近似（GKBA）以及无限时间演化块抽取（iTEBD）方法。发现 GKBA 与 iTEBD 吻合最好，并抓住了相关物理。我们发现，激发到粒子-空穴连续谱与平衡激子的共振激发导致定性不同的动力学。在前一种情况下，激子结合能保持为正，相应相干振荡的频率小于带隙。另一方面，共振激发触发一种频率大于带隙的集体模式。我们通过用非热分布和随机相位近似计算非平衡磁化率，讨论了这些不同行为的起源。频率大于带隙的这种特殊模式与具有尖锐能量截断的偏部分布数反转相关。我们还讨论了声子浴冷却的效应。我们展示了极化中相干性的实时发展，表明非平衡态下的激子凝聚。
引用
@article{arxiv.1907.06799,
title = {Ultrafast nonequilibrium evolution of excitonic modes in semiconductors},
author = {Yuta Murakami and Michael Schüler and Shintaro Takayoshi and Philipp Werner},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.06799},
year = {2020}
}
备注
19 pages, 15 figures