Exciton Populations and Correlation Effects in Semiconductor Quantum Wires

In the presented work the dynamical properties of a population of bound excitons in a semiconductor quantum-wire is modelled theoretically. To this end, the Hamilton-operator H of the system is derived. Using the Heisenberg equation, equations of motion for the relevant elements of the reduced densi...

Ausführliche Beschreibung

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1. Verfasser: Siggelkow, Sven
Beteiligte: Koch, Stephan (Prof. Dr.) (BetreuerIn (Doktorarbeit))
Format: Dissertation
Sprache:Englisch
Veröffentlicht: Philipps-Universität Marburg 2006
Physik
Schlagworte:
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description In the presented work the dynamical properties of a population of bound excitons in a semiconductor quantum-wire is modelled theoretically. To this end, the Hamilton-operator H of the system is derived. Using the Heisenberg equation, equations of motion for the relevant elements of the reduced density matrix are obtained from the commutation with H. In our studies, we have have numerically simulated the coupled system of charge-carriers, longitudinal-accoustical (LA) phonons and many-body correlations. In the first part of the presented work, the stability of a population of bound excitons against scattering with LA-phonons is examined. A pronounced dependence on carrier-density and lattice-temperature is observed. The results are compared to calculations with a simple mass-action-law formalism. In the second part, dynamically calculated many-body correlations are used to study the influence of bound electron-hole pairs on exciton-spectra in linear absorption experiments.
topic Exciton-phonon interaction
Physik
Quantumwire
Semiconductor
Halbleiter
Quantendraht
Exzitonenspektrum
Exciton-spectrum
Exziton
Exciton
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Physik
Quantumwire
Semiconductor
Halbleiter
Quantendraht
Exzitonenspektrum
Exciton-spectrum
Exziton
Exciton
Siggelkow, Sven
Exciton Populations and Correlation Effects in Semiconductor Quantum Wires
In der vorliegenden Arbeit wird die Dynamik exzitonischer Besetzungen in Halbleiter-Quantendrähten theoretisch modelliert. Der Hamilton-Operator des Systems wird hergeleitet und die Bewegungsgleichungen für die relevanten Einträge in der reduzierten Dichte-Matrix werden aufgestellt. Die Ergebnisse der numerischen Simulation werden präsentiert und diskutiert. Der erste Teil der Arbeit beschäftigt sich mit der Stabilität von gebundenen Elektron-Loch-Paaren in gegenüber ionisierenden Streuprozessen (Streuung an LA-Phononen). Die Abhängigkeit der Gleichgewichts-Exzitonen-Besetzung von Elektronendichte und Gitter-Temperatur wird ermittelt. Im zweiten Teil der Arbeit wird das Spektrum von linearen Absorptionsmessungen in Anwesenheit von Exzitonischen Korrelationen untersucht.
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contents In der vorliegenden Arbeit wird die Dynamik exzitonischer Besetzungen in Halbleiter-Quantendrähten theoretisch modelliert. Der Hamilton-Operator des Systems wird hergeleitet und die Bewegungsgleichungen für die relevanten Einträge in der reduzierten Dichte-Matrix werden aufgestellt. Die Ergebnisse der numerischen Simulation werden präsentiert und diskutiert. Der erste Teil der Arbeit beschäftigt sich mit der Stabilität von gebundenen Elektron-Loch-Paaren in gegenüber ionisierenden Streuprozessen (Streuung an LA-Phononen). Die Abhängigkeit der Gleichgewichts-Exzitonen-Besetzung von Elektronendichte und Gitter-Temperatur wird ermittelt. Im zweiten Teil der Arbeit wird das Spektrum von linearen Absorptionsmessungen in Anwesenheit von Exzitonischen Korrelationen untersucht.
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