当晶体吸收合适的能量的光子,电子 - 空穴的激发导致导电性的增加成正比的光子通量的对中创建。这样一种现象,其中光产生电的电流,转动到一个导电材料的非导体,被称为光电导。虽然光导时,原则上,在任何材料,大量的光电流是特别容易产生,因为他们的小的带隙半导体。调查电子 - 空穴动力学,输运性质的复杂化合物,可能显示了新颖的物理,以及其技术的应用,如半导体光电二极管和光敏电阻,光电导性能是至关重要的兴趣。然而,固态系统可以是复杂的,因为组成原子的密度,所以有一个愿望,凝聚态物理研究物理效应,在良好的控制类似的系统,如冷原子气体,以及了解如何颗粒孔动力学在后者的情况下操作。
写在“ 物理评论快报“,雅尼海因策,德国汉堡大学,与合作者提出联合实验和理论工作的激励动力的超冷费米气体被困在一个周期的光学势或“光晶格”[ 1 ]的结果。实验是专门设计来模仿的现象中的光电导性的原子气体。在这个实验中,粒子被转移由晶格幅度的调制从晶格的最低频带的第二激发1,离开孔后面。外部谐波潜在诱导振荡的颗粒和孔,相应的运输,在凝聚态系统,以及随之而来的动态进行监测通过势头分辨的吸收成像技术。是透明的,非常有吸引力的平行半导体:半导体光子晶格调制,电子打的费米原子,而孔留孔。图1示出的激励过程中,发生在凝聚态系统(上面板)和在其冷原子对应(下面板)。在量子模拟的精神,一个目标是利用这些类比调查的物理,半导体量子光学系统。
该研究小组使用,在大多数情况下,无相互作用的自旋极化的超冷气体钾
中的费米子的激发带的动态显示在动量空间的扩展振荡。的振荡频率与谐波禁闭增加,减少,而不是与准动量的激励以及与晶格深度。这些振荡是相当长寿命,具有典型的生存期的顺序
对于自旋极化的颗粒,动态围定期和谐波捕集电位的组合效应主要是由有一个哈密顿描述。前者决定了能带结构,特征宽度
这种特有的单粒子光谱,其具有解析解[ 3,4 ] 的紧束限制,可以被用来获得一个质的理解两个粒子和空穴的动态。特别是,令人惊讶的复苏的孔深度可以解释退相干和重定相的费米云中的最低频带周期。该相移是不太明显的颗粒由于其较小的编号,以及更大的带宽,在上部带。定量比较实验结果,汉堡队选择了一个特别优雅的理论方法,根据半经典处理[ 5,6,7 ]:带间跃迁时,可以忽略不计,在每个频段的动态映射到非线性单摆运动,其位置和动量方程交换。这种治疗完全解释所观察到的动态的颗粒和孔,这里的负质量的粒子,在凝聚态的标准。具体而言,快速衰减和复苏动态由于价差较大孔相空间的势头,作为结果的小宽度的最低频带。
所以,在了解这个美丽的物理,现在摆在我们面前呢?在他们的工作中,作者给出我们通过呈现结果的生命周期中的粒子的混合物中的原子在两个不同的自旋态的散射长度的函数的第二频带作为一个提示。所示的寿命是强烈地依赖于间的相互作用,并定性地解释的相互作用引起的粒子 - 空穴复合。在传统的凝聚态系统相比,这种互动是在这里完全可调的。结合实验中所证明的系统使用寿命长,此功能调整互动的方式可能会打开新的基本现象的调查,让孔动态和寿命的精确测定互动的作用,无论是在原子和凝聚态型系统,光导有关,例如,。由于他们的理论的治疗方法是利用现有的技术难以实现,这一类的实验,将构成一个新的例子是“有用的量子模拟”[8]。量子模拟器的应用惊心动魄的整个物理学界,因此,最好的故事,似乎是最好的还没有到来。
参考文献
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