TWO-DIMENSIONAL EXCITONS IN A STRONG PERPENDICULAR MAGNETIC FIELD AND PROPAGATION HANLE EFFECT OF QUADRUPOLE POLARITONS

摘要

We discuss two aspects of the theory of exitons interacting with a magnetic field. The first concerns two-dimensional excitons in a strong perpendicular magnetic field, when only two levels of the Landau quantization of electrons and holes n_e, n_h = 0; 1 are taken into account. They give rise to four types of excitons characterized by four combinations of two quantum numbers (n_e, n_h) as follows: (0,0), (1,1), (1,0), and (0,1). Their wave functions and eigen-energies are determined, correspondingly, in the first and second order of perturbation theory in the nondiagonal Coulomb electron-hole interaction, The second aspect is devoted to the propagation Hanle effect with the participation of quadrupole polaritons in crystal Cu_2O in the Faraday geometry. The propagation time of two polariton wave packets with the same group velocity is supposed to be smaller than the dephasing time. The periodic dependence of the intensity of the light arrived to the rear side of the sample on the magnetic field is characterized by the period inversely proportional to the length of the effective propagation way.%Обсуждается два аспекта теории взаимодействия экситонов с магнитным полем. Первый из них касается 2D-экситонов в сильном перпендикулярном магнитном поле, когда учитываются только два уровня квантования Ландау электронов и дырок, n_e, n_h = 0,1. Это дает возможность существования четырех типов экситонов, которые характеризуются четырьмя комбинациями двух квантовых чисел (n_e, n_h), такими, как (0,0), (1,1), (1,0) и (0,1). Их волновые функции и энергии определяются соответственно в первом и втором порядке теории возмущений в недиагональном кулоновском электрон-дырочном взаимодействии. Второй аспект посвящен эффекту Ханле с участием квадрупольных поляритетов в кристалле Cu_2O в геометрии Фарадея. Время распространения волновых пакетов двух поляритетов с одной групповой скоростью предполагается меньшим, ч支? время дефазировки. Периодическая зависимость интенсивности света, достигшего обратной стороны образца, от магнитного поля характеризуется периодом, который обратно пропорционален эффективной длине распространения.