Оптическая ориентация и выстраивание нейтральных экситонов в структурах с квантовыми точками (In,Al)As/AlAs / Шамирзаев Т.С., Rautert J., Некрасов С.В., Кусраев Ю.Г., Яковлев Д.Р., Bayer M.

Оптическая ориентация – передача углового момента циркулярно поляризованного фотона приего поглощении электрон дырочной паре, является удобным методом для создания неравновеснойспиновой заселенности при изучении спиновой динамики электронных возбуждений в прямозонныхполупроводниковых гетероструктурах. Однако в непрямозонных квантовых точках (КТ) слабоеэкситон-фотонное взаимодействие создает проблемы для использования этой методики. Недавно мыпоказали, что в ансамблях (In,Al)As/AlAs квантовых точек с дисперсией размеров КТ с нижнимэлектронным состоянием, принадлежащим Г и X минимуму зоны проводимости сосуществуют. В КТбольшого размера нижний электронный уровень принадлежит Г минимуму зоны проводимости. Суменьшением размера КТ состояние электрона в Г минимуме зоны проводимости смещаетсязначительно сильнее, чем состояние электрона в Х минимуме. Это приводит к тому, что принекотором размере КТ, значение которого зависит от состава (In,Al)As, уровни электронов,принадлежащие Г и X минимума зоны проводимости, пересекаются, и состояние X минимумастановится нижним, а состояние Г возбужденным электронным состоянием в КТ [1].В данной работе мы демонстрируем возможность использования оптической ориентации длясоздания неравновесной спиновой заселенности экситонов в непрямозонных (In,Al)As/AlAs КТ приселективном возбуждении в прямозонное возбужденное состояние.Спектр низкотемпературной (5 К) ФЛ структуры с КТ, измеренный при нерезонансномвозбуждении содержит полосы WL, связанные с рекомбинаций экситонов в смачивающем слоеширокую полосу, обусловленную рекомбинацией экситонов в ансамбле, содержащем прямозонные инепрямозонные КТ. При селективном возбуждении КТ в спектрах ФЛ появляется серия полос сшириной много меньшей, чем ширина полосы при нерезонансном возбуждении, обусловленныерезонансным возбуждением прямозонных КТ и квазирезонансным возбуждением непрямозонных КТ.Каждая полоса соответствует рекомбинации экситонов в подансамбле КТ с близкой энергетическойструктурой. При резонансном возбуждении прямозонных КТ циркулярно поляризованным светом,ФЛ не поляризована. Однако при возбуждении этих КТ линейно поляризованным наблюдаетсялинейная поляризация излучения (оптическое выстраивание), обусловленная хорошо известнымэффектом смешивания экситонных состояний анизиторопным вкладом в обменное взаимодействиемежду электроном и дыркой в КТ, форма которых отклоняется от сферической. В непрямозонных КТ(отличающихся от прямозонных только размером, но не формой!), напротив, при линейнополяризованном возбуждении оптическое выстраивание отсутствует, а при возбуждении циркулярнополяризованным светом, излучение циркулярно поляризовано. Оптическая ориентация внепрямозоных КТ связана с подавлением обменного взаимодействие между электроном и дыркойлокализованных в разных точках зоны Бриллюэна.