論文の概要: Resonance energies and linewidths of Rydberg excitons in Cu$_2$O quantum wells

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.03782v1
• Date: Thu, 4 Apr 2024 19:53:18 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-08 17:25:49.888600
• Title: Resonance energies and linewidths of Rydberg excitons in Cu$_2$O quantum wells
• Title（参考訳）: Cu$2$O量子井戸におけるリドベルク励起子の共鳴エネルギーと直線幅
• Authors: Niklas Scheuler, Patric Rommel, Jörg Main, Pavel A. Belov,
• Abstract要約: リドベルク励起子は、リドベルク原子の固体アナログであり、$mu$mの領域で容易に大きな大きさに達することができる。 結晶における量子井戸のような構造の形成は、量子閉じ込め効果をもたらす。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Rydberg excitons are the solid-state analog of Rydberg atoms and can, e.g., for cuprous oxide, easily reach a large size in the region of $\mu$m for principal quantum numbers up to $n=25$. The fabrication of quantum well-like structures in the crystal leads to quantum confinement effects and opens the possibility to study a crossover from three-dimensional to two-dimensional excitons. For small widths of the quantum well (QW) there are several well separated Rydberg series between various scattering thresholds leading to the occurrence of electron-hole resonances with finite lifetimes above the lowest threshold. By application of the stabilization method to the parametric dependencies of the real-valued eigenvalues of the original three-dimensional Schr\"{o}dinger equation we calculate the resonance energies and linewidths for Rydberg excitons in QWs in regimes where a perturbative treatment is impossible. The positions and finite linewidths of resonances at energies above the third threshold are compared with the complex resonance energies obtained within the framework of the complex-coordinate-rotation technique. The excellent agreement between the results demonstrates the validity of both methods for intermediate sizes of the QW-like structures, and thus for arbitrary widths.
• Abstract（参考訳）: Rydberg exitons は、Rydberg 原子の固体類似体であり、例えば、銅酸化物の場合、主量子数に対して $\mu$m の領域において、最大$n=25$ の領域で容易に大きなサイズに達することができる。 結晶における量子井戸構造の形成は、量子閉じ込め効果をもたらし、3次元から2次元の励起子への交叉を研究する可能性を開く。 量子井戸(QW)の小さな幅については、様々な散乱しきい値の間にいくつかのよく分離されたリドバーグ級数があり、最低しきい値より有限寿命の電子ホール共鳴が発生する。 安定化法の適用により、摂動的処理が不可能な状況において、QWにおけるリードベルク励起子の共振エネルギーと直線幅を計算する。 第3しきい値以上のエネルギーにおける共鳴の位置と有限直線幅は、複素座標回転法の枠組み内で得られる複素共鳴エネルギーと比較される。 両手法がQW型構造物の中間サイズ,すなわち任意の幅に対して有効であることを示す。

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