The Para‐ and Ortho‐Phases of High‐Density Excitons in Cu₂O

Abstract

The quasiequilibrium state of the two-component non-linear ortho-para-exciton gas is investigated. The concentration shifts of the exciton levels are taken into account at high densities of quasiparticles. Three exciton phases appear a t any value of the chemical potential, due to the effect of optical bistability : the para-phase, the ortho-phase and the mixed ortho-para-phase. It is pointed out that Bose-Einstein condensation (BEC) in the para-and ortho-phase is possible, in spite of the fact that the initial level of ortho-excitons is situated higher on the energetic scale than the initial level of para-excitons.Der Quasigleichgewichtszustand des zweikomponentigen, nichtlinearen Ortho-Para-Exzitonengases wird untersucht. Die Konzentrationsverschiebungen der Exzitonenniveaus werden bei hohen Dichten der Quasiteilchen beriicksichtigt. Drei Exzitonenphasen treten bei allen Werten des chemischen Potentials infolge des Effekts der optischen Bistabilitat auf: die Para-Phase, die Ortho-Phase und die gemischte Ortho-Para-Phase. Es wird gezeigt, dal3 Bose-Einstein-Kondensation (BEC) in der Para-und Ortho-Phase moglich ist, trotz des Umstands, daIl das Anfangsniveau der Ortho-Exzitonen energetisch hoher als das Ursprungsniveau der Para-Exzitonen liegt.