磁場を用いた2重量子井戸における励起子の相制御および光学応答

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14740184
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 井上 純一 千葉大学, 先進科学教育センター, 助手 (90323427)
• Keywords: 励起子 / カゴメ格子

Research Abstract

2次元励起子でボーズ凝縮を形成するためには,ある程度高密度であっても電子正孔プラズマにならず,励起子としての性質を保っている必要がある.従って,励起子束縛エネルギーが大きい励起子がボーズ凝縮実現においては有利になる.
そこで,本年度は,2次元励起子を格子上に分布させ,どのような格子の時に束縛エネルギーが大きくなるのかについて議論した.その結果,カゴメ格子と呼ばれる格子の場合に,極めて大きな束縛エネルギーが得られ,その値は1次元格子上の励起子束縛エネルギーを超えることを示した.一般には,次元が低い方が,束縛エネルギーが大きくなることが知られているが,今回はカゴメ格子という,極めて特異な形状がもたらす新規な結果を得ることができた.この事実は,カゴメ格子がフラットバンドを有するという点に起因している.
また,磁場下での励起子束縛エネルギーの振る舞いについても議論した.ここでは,単位格子を貫く磁力線の数に応じた複雑な振る舞いを見せることを示した.
更に,これらと相似な系であるカゴメ格子上磁性に関しての議論も行い,磁化の有無による,非線型光学応答に有意な差が生じることを明らかにした.
来年度以降は,2層系へと展開し電子正孔からなる量子ホール効果と励起子ボーズ凝縮の関連に関して研究していく予定である.

Research Products

• [Publications] H.Ishii, T.Nakayama, J.Inoue: "Flat-band excitonic states of Kagome lattice in quantum wires on semiconductor surface"Surf. Science. 514. 206 (2002)
• [Publications] J.Inoue, H.Ishii, T.Nakayama: "Nonlinear optical response from Kagome quantum dot array"J. Luminescence. (in press). (2003)