Wave-vector dependence of magnetic properties of excitons in ZnTe

Abstract

International audienceThe magnetic properties of heavy-hole excitons in wide quantum wells of ZnTe with Znx Mg1−x Te barriers have been studied with photoluminescence and reflectivity measurements. The exciton magnetic moments (as characterized by the g values) and the diamagnetic shifts of the exciton transitions are found to depend strongly on the wave-vector component Kz associated with translational motion of the exciton normal to the plane of the quantum well. The case of ZnTe differs from examples of this behavior previously reported for GaS, CdTe, and ZnSe since the ZnTe is under tensile biaxial strain, so that the heavy-hole exciton states lie higher in energy than the corresponding states of the light-hole excitons. The dependence of the magnetic properties on Kz is nevertheless still in excellent agreement with the predictions of a model proposed by Smith et al. [Phys. Rev. B 78, 085204 (2008)], in which mixing of the heavy-hole 1S exciton state with light-hole nP states is found to be responsible for motion-induced changes in the internal structure of the exciton

Inversion of Zeeman splitting of exciton states in InGaAs quantum wells

“…6 is observed not only for QWs of varying widths but also for the excited exciton states in the QWs. We should note that monotonic dependence of the exciton g-factor on the effective wave vector has been observed previously only for the wide QWs [28][29][30]. …”

“…Large variation of exciton g-factor for different quantum-confined exciton states has been experimentally observed in several heterostructures with wide QWs [27][28][29][30]. Effect of the quantum confinement of excitons in the QWs gives rise to quasiperiodic peculiarities in optical spectra corresponding to the quantization of the centerof-mass exciton motion [31,32].…”

Интерференционное Усиление Конверсии Поляризации Света От Структур С Квантовой Ямой

“…Такой ме-тод позволяет исследовать тонкие оптические эффекты и определять связанные с ними зонные параметры. В част-ности, этим методом был обнаружен эффект гигантского увеличения g-фактора экситона при его движении [1] и определены параметры гамильтониана дырки [2], ответ-ственные за возникновение этого эффекта. В работе [3] из анализа спектров экситонного отражения в магнит-ном поле был выявлен специфичный для квантовых ям эффект магнитоиндуцированной пространственной дисперсии -эффект четности.…”

“…Действительно, для любой структуры с КЯ наблюдаемый сигнал отра-жения содержит в себе вклад не только от КЯ, но и от поверхности образца, а также, в некоторых случаях, и от границы структура-подложка. Для структуры с одиночной КЯ коэффициент отражения может быть представлен в виде [7] R = r 01 + r qw e i 1 + r 12 e i 2 …”

“…Поскольку при r bg ≈ 0 наблюдаемый сигнал отражения в области легкого экситона связан только с резонансным вкладом |r qw | 2 в формуле (2), его можно оценить как (Ŵ 0 /Ŵ) 2 . Это дает для амплитуды отраже-ния в области легкого экситона при угле 45…”