Резонансная фотолюминесценция возбужденной лафлиновской жидкости Текст научной статьи по специальности «Физика»

Резонансная фотолюминесценция возбужденной лафлиновской жидкости

Л.В.Кулик*

ИФТТРАН им. Ю.А. Осипьяна, 142432, Московская обл., Черноголовка, ул. Академика

Осипьяна, д.2

*e-mail: kulik@issp.ac.ru

Исследованы спектры резонансной фотолюминесценции и резонансного отражения двумерной электронной системы в условиях формирования лафлиновской жидкости в дробном состоянии квантового эффекта Холла 1/3 в квантовых ямах на основе полупроводниковых соединений GaAs/AlGaAs. Обнаружено, что интенсивность сигнала резонансного отражения зависит существенно нелинейно от мощности фотовозбуждения, вследствие заполнения лафлиновской жидкости нейтральными возбуждениями с нулевым импульсом и единичном спином (спин-магнитогравитонами) [1,2]. В то же время сигнал резонансной фотолюминесценции зависит линейно от мощности фотовозбуждения, что указывает на то, что интенсивность резонансной фотолюминесценции не связана с заполнением нейтральными возбуждениями лафлиновской жидкости. При этом, как было обнаружено в работе [3], сама резонансная фотолюминесценция служит универсальным маркером формирования лафлиновской жидкости в дробном состоянии 1/3, так как вероятности оптических переходов с нулевого уровня Ландау электронов на нулевой уровень Ландау тяжелых дырок в квантовой яме изменяются столь сильно при формировании лафлиновской жидкости, что это изменение невозможно объяснить в рамках существующих теоретических представлений [4,5]. На основании проведенных исследований можно сделать вывод о том, что наблюдаемое изменение вероятностей оптических переходов с нулевого уровня Ландау электронов на нулевой уровень Ландау тяжелых дырок не связаны с заполнением лафлиновской жидкости нейтральными возбуждениями, а являются следствием возникновения дополнительных правил отбора, препятствующих формированию в лафлиновской жидкости электронейтральных деффектов с нулевым импульсом, состоящих из дополнительного электрона в объеме лафлиновской жидкости и фотовозбужденной дырки в валентной зоне.

Литература

[1] L. V. Kulik, A. S. Zhuravlev , L. I. Musina, E. I. Belozerov, A. B. Vankov, O. V. Volkov, A. A. Zagitova , I. V. Kukushkin & V. Y. Umansky, Nature Commun. 12, 6477 (2021).

[2] L. V. Kulik, A. S. Zhuravlev, A. V. Larionov, A. A. Zagitova, I. V. Kukushkin, Appl. Phys. Lett. 123, 083101 (2023).

[3] Л. В.Кулик, А. С.Журавлев, E. И.Белозеров, В. А.Кузнецов, И. В. Кукушкин, Письма в ЖЭТФ 112, 516 (2020).

[4] И. В. Лернер, Ю. Е. Лозовик, ЖЭТФ 78, 1167 (1980).

[5] V. M. Apalkov and E. I. Rashba, Phys. Rev. B 46, 1628 (1992).