望月　敬太（伊藤研）

指導教官

一宮　正義

Title

Quantization of excitons in CuCl epitaxial thin films: Behavior between a 
two-dimensional quantum well and the bulk
Abstract


The qualitative behavior of the exciton in the confined exciton system is 
characterized by several relevant lengths such as Bohr radius of the 
exciton(〜0.7nm) and the photon wavelength λ in the medium(〜160nm). 
"Weakly confined system" is the region of film thicknesses(L) which are 
much smaller than λ, but larger than the exciton Bohr radius. Many 
structures have been observed in transmission and absorption spectra over 
the Z3 exciton region. The authors observed spectra for CuCl epitaxial thin 
films at nano-region of L. When L30nm, since the spectral structures don't 
correspond with the confined exciton energy for low energy, the breakdown 
of the LWA has been seen, although the film thickness is still much smaller 
than λ.

概要


　 閉じ込めエキシトン系におけるエキシトンの定性的な振る舞いは媒体中の光の波 
長λやエキシトンのボーア半径のような長さに特徴付けられる。膜厚Lがλよりもず 
っと小さく、エキシトンのボーア半径よりもずっと大きいような系を"弱閉じ込め系 
"と呼び、このようなLの領域ではZ3エキシトン領域で透過・吸収スペクトルに多くの 
構造が観測された。著者らはCuCl薄膜をいくつかの膜厚についてナノ領域付近でスペ 
クトルを観測した。膜厚が30nmよりも小さい領域ではスペクトル構造が閉じ込めエキ 
シトンの準位(n=odd)ともポラリトンの多重反射の干渉とも良く一致している。この 
とき、n=oddのみがスペクトル構造に現れているのは長波長近似(LWA)が成り立つよう 
な領域(L<<λ)の閉じ込めエキシトンにおける選択則で解釈される。膜圧が30nmより 
も大きい場合、低エネルギー側でスペクトル構造と閉じ込めエキシトンのエネルギー 
が対応せず、LWAが成り立たなくなっていることがわかる。

Reference


Z. K. Tang, A. Yanase, Y. Segawa, N. Matsuura and K.Cho, Phys. Rev. B, 52 
2640-2647(1995)