Теоретический семинар по ФКС

Когда 2020-09-17 11:00:00 Место 85 корпус Тема

Спин-орбитальный распад дипольных биэкситонов в сверхтекучей фазе.

Докладчик С.Е. Андреев Подробнее

Аннотация

Речь пойдёт о влиянии спин-орбитального взаимодействия на спаривание бозонов и формирование молекулярного конденсата. В качестве модельной системы будет рассмотрен конденсат т.н. “светлых” дипольных экситонов в квантовых ямах или атомарно тонких слоях на основе дихалкогенидов переходных металлов. Спин-орбитальное взаимодействие у таких экситонов проявляется при волновых векторах, лежащих за световым конусом, где “светлый" экситон фактически не может испустить фотон в поперечном направлении из-за требования сохранения одновременно энергии и компоненты импульса в плоскости структуры. Соответствующее тонкое расщепление экситонных уровней вызвано обменным взаимодействием между электроном и дыркой. Для дипольных экситонов это расщепление мало из-за пространственного разделения электронов и дырок в поперечном направлении. С другой стороны, длинные времена излучательной рекомбинации дипольных экситонов способствуют реализации равновесных коллективных фаз при низких температурах. Так, в предыдущем докладе обсуждалось спаривание дипольных экситонов и формирование биэкситонного конденсата. Важной особенностью является наличие резонанса во взаимодействии экситонов с противоположными спинами в некотором диапазоне дипольных моментов. Переход в биэкситонную фазу при таком резонансе аналогичен БКШ-БЭК кроссоверу в Ферми системах. В предстоящем докладе обращается внимание на тот факт, что при спаривании экситоны приобретают волновые вектора, связанные с их относительным движением внутри пары. Простая оценка показывает, что эти волновые вектора лежат за пределами светового конуса, а значит необходимо учитывать влияние спин-орбитального расщепления. Анализ данного вопроса в рамках приближения среднего поля показывает, что формирование биэкситонного конденсата приводит к спонтанному выстраиванию спинов экситонов и эффективных магнитных полей, характеризующих спин-орбитальное взаимодействие. Одновременно экситонный параметр порядка приобретает пространственную периодичность. В сильно спаренной биэкситонной фазе эффект проявляется в спектре элементарных возбуждений: щель в спектре смещается из нулевого импульса на круг конечного радиуса в импульсной плоскости. Эффект носит ярко выраженный многочастичный характер: даже при исчезающем значении тонкого расщепления уровней отдельно взятого экситона можно добиться смещения щели и выстраивания спинов и эффективных полей путём увеличения общего числа экситонов.

фгбу пияф им. Б. П. Константинова Национальный исследовательский центр Курчатовский институт