Relation between photoluminescence and photoluminescence-excitation spectra in the linear response regime measured on two- dimensional electron gas T.

Slides:



Advertisements
Similar presentations
銀河系の多重棒状構造による 銀河中心へのガス供給と大質量星団形成究 北海道大学 理学研究院 宇宙物理学研究室 羽部 朝男 1. 研究の背景 銀河系の多重棒状構造および中心領域の特徴 2. 研究方法
Advertisements

レポート書き方. おしいレポート よく調べてある それぞれの、1文の言っていることは正 しい しかし、全体として、何が言いた いのかわからない 内容の重要だが、全体の構成も重 要である.
7.n次の行列式   一般的な(n次の)行列式の定義には、数学的な概念がいろいろ必要である。まずそれらを順に見ていく。
9.線形写像.
5.連立一次方程式.
相関.
ノイズ. 雑音とも呼ばれる。(音でなくても、雑 音という) 入力データに含まれる、本来ほしくない 成分.
素数判定法 2011/6/20.
フーリエ係数の性質. どこまで足す? 理想的には無限大であるが、実際に はそれは出来ない これをフーリエ解析してみる.
1章 行列と行列式.
本宮市立白岩小学校. 1 はじめに 2 家庭学習プログラム開発の視点 ① 先行学習(予習)を生かした 確かな学力を形成する授業づく り ② 家庭との連携を図った家庭学習の習慣化.
フーリエ級数. 一般的な波はこのように表せる a,b をフーリエ級数とい う 比率:
3.エントロピーの性質と各種情報量.
9.通信路符号化手法1 (誤り検出と誤り訂正の原理)
Excelによる積分.
1 6.低次の行列式とその応用. 2 行列式とは 行列式とは、正方行列の特徴を表す一つのスカ ラーである。すなわち、行列式は正方行列からスカ ラーに写す写像の一種とみなすこともできる。 正方行列 スカラー(実数) の行列に対する行列式を、 次の行列式という。 行列 の行列式を とも表す。 行列式と行列の記号.
計算のスピードアップ コンピュータでも、sin、cosの計算は大変です 足し算、引き算、掛け算、割り算は早いです
線形符号(10章).
1 0章 数学基礎. 2 ( 定義)集合 集合については、 3セメスタ開講の「離散数学」で詳しく扱う。 集合 大学では、高校より厳密に議論を行う。そのために、議論の 対象を明確にする必要がある。 ある “ もの ” (基本的な対象、概念)の集まりを、 集合という。 集合に含まれる “ もの ” を、集合の要素または元という。
複素数.
1 0章 数学基礎. 2 ( 定義)集合 集合については、 3セメスタ開講の「離散数学」で詳しく扱う。 集合 大学では、高校より厳密に議論を行う。そのために、議論の 対象を明確にする必要がある。 ある “ もの ” (基本的な対象、概念)の集まりを、 集合という。 集合に含まれる “ もの ” を、集合の要素または元という。
信号測定. 正弦波 多くの場合正弦波は 0V の上下で振動する しかし、これでは AD 変換器に入れら れないので、オフ セットを調整して データを取った.
1 9.線形写像. 2 ここでは、行列の積によって、写像を 定義できることをみていく。 また、行列の積によって定義される写 像の性質を調べていく。
通信路(7章).
6.符号化法(6章).
三角関数の合成.
平成22年度 第4回 Let’s Enjoy English 平成22年度 第4回 Let’s Enjoy English 期日:平成22年10月30日 場所:旭川市立北光小学校 基調提言.
正弦波.
3.正方行列(単位行列、逆行列、対称行列、交代行列)
プログラミング演習B ML編 第3回 2010/6/15 (コミ) 2010/6/16 (情報・知能) 住井 ~sumii/class/proenb2010/ml3/
論理回路 第1回. 今日の内容 論理回路とは? 本講義の位置づけ,達成目標 講義スケジュールと内容 受講時の注意事項 成績の評価方法.
Bar-TOP における光の 群速度伝播の解析 名古屋大学 高エネルギー物理研究室 松石 武 (Matsuishi Takeru)
Analog “ neuronal ” networks in early vision Koch and Yuille et al. Proc Academic National Sciences 1986.
実装の流れと 今後のスケジュール 03k0014 岸原 大祐. システム概要 天気データをもとに、前向き推論をし ていき、親の代わりに子供に服装、持 ち物、気をつけることなどを教える。
測定における誤差 KEK 猪野 隆 論文は、自ら書くもの 誤差は、自分で定義するもの ただし、この定義は、 多数の人に納得してもらえるものであること.
温間ショットピーニングにおけるばね鋼の機械的性質
3.多項式計算アルゴリズム べき乗の計算 多項式の計算.
プログラミング演習B ML編 第3回 2006/7/4 (通信コース) 2006/7/12 (情報コース) 住井 ~sumii/class/proenb2006/ml3/
通電着火による金属間化合物 TiAl の加圧反応焼結 塑性加工研究室 岩城 信二 通電焼結の特徴 導電性のある粉末を加圧 しながら短時間通電し,そ の抵抗発熱によって焼結す る. 粉末の自己発熱によって焼 結するため,エネルギ効率 が高い. TiAl における反応焼結に及ぼす 通電条件の影響 粉末 コンテナ.
Beam tracking & low energy fragment 歳藤利行 P152Video
第14回 プログラムの意味論と検証(3) 不動点意味論 担当:犬塚
実験5 規則波 C0XXXX 石黒 ○○ C0XXXX 杉浦 ○○ C0XXXX 大杉 ○○ C0XXXX 高柳 ○○ C0XXXX 岡田 ○○ C0XXXX 藤江 ○○ C0XXXX 尾形 ○○ C0XXXX 足立 ○○
Run2b シリコン検出 器 現在の SVX-II (内側3層)は 放射線損傷により Run2b 中に 著しく性能が劣化する Run2b シリコン検出器 日本の分担: 1512 outer axial sensors 648 outer stereo sensors ( 144 inner axial.
Cross-Section Measurement of Charged- Pion Photoproduction from Hydrogen and Deuterium 概略 JLab の Hall A で HRS を用いて、 γn→π - p と γp→π + n の反応 について、 E γ =1.1.
携帯電話でのコミュニ ケーションについて 1班真田 出水 佐伯 堺. 仮説  女性のほうが携帯電話を使ったコミュニ ケーションを重要視する。
Self-efficacy(自己効力感)について
東北大学 情報科学研究科 システム情報科学専攻 TOKUYAMA Lab. 1 左順序付き柔軟ラベリングの実 装 Implementation of Left-part ordered Flexible Labeling 東北大学大学院 情報科学研究科 ◎小池 敦 徳山 豪.
Photo-excited carrier dynamics revealed with terahertz pump-probe spectroscopy for opposite travelling direction of excitation pulse and terahertz pulse.
Model Checking (2) Temporal Logic
(RESCEU &IPMU ) 横山順一 Inflaton φ slow rollover Reheating V[φ] BEGINNING?? END?? Λ But little is known about the beginning and end of inflation. Slow-roll.
グラフェン量子ホール系の発光 量子ホール系の光学ホール伝導度 1 青木研究室 M2 森本高裕 青木研究室 M2 森本高裕.
超弱励起による原子平坦面をもつ 量子井戸の発光スペクトル Ji-Won Oh , Masahiro Yoshita , Hidefumi Akiyama, Loren Pfeiffer A , Ken West A Institute for solid state physics, University.
 Hyperon atom : Σ atom, Ξ, analysis of atomic data Level width : Determination of the coupling constants Σatom : Ξatom : Level Shift : Determination of.
Photoluminescence-excitation spectra on n-type doped quantum wire
10,12 Be におけるモノポール遷移 Makoto Ito 1 and K. Ikeda 2 1 Department of Pure and Applied Physics, Kansai University I. 導入:研究の大域的目的とこれまでの研究成果 II. 今回の目的:モノポール遷移への興味.
有限温度 QCD における 励起モード 理研スパコン研究会 2010/Sep./24 北沢正清 (阪大)
Heat flow measurement in shallow seas through long-term temperature monitoring Hamamoto Hideki (Earthquake Research Institute,Univ. of Tokyo) Yamano Makoto.
J-PARC Day-1 実験の状況・ 実験家から理論屋への要望 T.Takahashi (KEK) Contents 1. Aproved Exp. on J-PARC 2. How to produce S=-2 Systems 3. E05: (K-,K+) Spectroscopy.
21 Sep 2006 Kentaro MIKI for the PHENIX collaboration University of Tsukuba The Physical Society of Japan 62th Annual Meeting RHIC-PHENIX 実験における高横運動量領域での.
D.Kawama HES Simulation Log Nov ’06 Part2 1.VP Flux につい て 2.HES Acceptance 3.HES Tracking.
J-PARC ハイパー核実験での ビーム Tracking Detector 高橋俊行( KEK ) J-PARC 施設の概要 実験方法 考えうる検出器 0.5mm spacing MWPC Silicon Strip Detector まとめ.
1 Observation Of High-Energy Neutrino Reaction And The Existence Of Two Kinds Of Neutrinos 高エネルギーニュートリノの観測と二種類のニュートリノの存在 G. T. Danby et al. Phys. Rev.
Third-order optical nonlinearity in ZnO microcrystallite thin films Weili Zhang, H. Wang, K. S. Wong,a) Z. K. Tang, and G. K. L. Wong accepted for publication.
橋本佑介 A,B 三野弘文 A 、山室智文 A 、蒲原俊樹 A 、神原大蔵 A 、松末俊夫 B Jigang Wang C 、 Chanjuan Sun C 、河野淳一郎 C 、嶽山正二郎 D 千葉大院自然 A 、千葉大工 B 、ライス大 ECE C 、東大物研 D Y. Hashimoto A,B.
Relation between photoluminescence and photoluminescence-excitation spectra in the linear response regime measured on two- dimensional electron gas T.
Observation of surface morphology on the cleaved (110) face of GaAs layer. MBE 成長後の Annealing 処理に よって、 cleaved-edge growth 法で 成長させた GaAlAs の (110) 面上 に原子スケールで、平らな面を.
Compton scattering and Klein-Nishina formula
Investigation of laser energy absorption by ablation plasmas
地球儀と様々な地図. 1 球体としての地球 こうした現象はあることをイ メージすると理解できる。
ガラス電極pH計での不確かさについて 中村 進 (NMIJ/AIST, Japan)
Presentation transcript:

Relation between photoluminescence and photoluminescence-excitation spectra in the linear response regime measured on two- dimensional electron gas T. Ihara, Akiyama group, ISSP ’ 07 7/27 memo Abstract Photoluminescence (PL) and photoluminescence-excitation (PLE) spectra of two-dimensional electron gas are measured in the linear response regime. We found the ratio between PL and PLE is proportional to exp(-hv/kT), where T agrees with lattice temperature. This is the first verification of the general relation between emission and absorption in the linear response regime, or Kubo-Martine-Schwinger relation, which is exact under quasi- equilibrium condition.

Introduction In photoluminescence-excitation (PLE) measurements, the intensity of photoluminescence (PL) is recorded as a function of excitation photon energy. Under a condition of fast intra-band relaxation, PLE is equivalent to linear absorption spectra [1, 2]. Using micro-PL technique, we can compare the lineshape of PLE with PL at the same microscopic region of 1  m order. The relation between PL and PLE in the linear response regime is the focus of this paper. [1] Fundamentals of Semiconductors 3 rd Edition, Yu-Cardona (2001) “ In high quality GaAs QWs, the scattering processes with LO photon and acoustic phonon occur on picosecond and subpicosecond time scales, which are significantly shorter than the radiative lifetime. Thus, one finds a good correspondence between the PLE and absorption spectra. ” [2] K. Hannewald et al., Phys. Rev. B 67, (2003). “ The supposed equivalence between PLE and absorption signals in semiconductors relies on the assumption that the recombination times are much larger than the intra- band relaxation times, I.e., if the laser-excited electrons and holes have enough time to relax completely into quasi-equilibrium before radiative recombination. ”

Introduction [3] H. Haug et al., Prog. Quantum Electron. 9, 3 (1984). [4] S. Chatterjee, C. Ell, S. Mosor, G. Khitrova, and H. M. Gibbs, W. Hoyer, M. Kira, S. W. Koch, J. P. Prineas, and H. Stolz, Phys. Rev. Lett. 92, (2004). [5] D. A. Sawicki and R. S. Knox, Phys. Rev. A 54, 4837 (1996). According to early theories [3], the relation between emission (I) and absorption (A) of quasi-equilibrium systems in semiconductors could be written in a simple form: where hv is photon energy,  is chemical potential, T is temperature. This is known as Kubo-Martine-Schwinger relation, which has been investigated experimentally by time- resolved spectroscopy [4]. Under low-excitation power condition, this relation becomes simpler since exponential part becomes larger than 1; This relation is same form as Kennerd-Stepanov relation, which has been indicated by D. A. Sawicki et al. [5] as a general relation between emission and absorption of a system in thermal equilibrium. There are two required conditions for these relations; Linear response and Quasi- equilibrium. There have been no experiments that achieved the verification of relation ② under proper conditions. - ① - ②

In this letter In this letter, we study the relation between PL and PLE spectra of two-dimensional electron gas in the linear response regime. We found the ratio between PL and PLE is proportional to exp(- hv/kT), where T agrees with lattice temperature. This is the first verification of the general relation between emission and absorption in the linear response regime, or Kubo- Martine-Schwinger relation, which is exact under quasi- equilibrium condition. ・ PL independent on P ex -> emission in linear response regime ・ PL independent on E ex -> Fast intraband relaxation. ・ PLE independent on P ex -> absorption in linear response regime ・ PL/PLE = exp(-hv/kT) -> no exception in whole photon energy region ・ T * =T L -> Quasi-Equilibrium at T L ・ T * =T L at any T L -> no exception in temperature ∴ we achieved the verification of I/A = exp(-hv/kT)

Optical setup and sample structure PL and PLE measurement in a backscattering geometry. Detect PL polarized with perpendicular to the polarization of excitation laser 2DEG density ( VDP measurement) : 6×10 10 cm -2

Power/Energy dependence of PL spectra at 30K Lineshape of PL are independent with excitation power at P ex < 80  W. -> PL in the linear response regime Lineshape of PL are independent with excitation photon energy at P ex = 1.7  W. -> fast intra-band relaxation

Power dependence of PLE spectra at 30K Lineshape of PL and PLE are independent with excitation power at P ex < 80  W. -> PLE in the linear response regime Fast relaxation -> PLE is equivalent to linear absorption spectra

Ratio of PL and PLE at P ex = 1.7  W (T = 30K) PL/PLE shows exponential decay against hv. No exception in whole photon energy region. Estimated temperature (T * = 30±2 K) agrees with the lattice temperature ( T L = 30.8±1K) -> Photo-excited 2DEG is in quasi-equilibrium at lattice temperature.

PL/PLE at various temperatures (P ex = 16  W ) T * agree with T L at various temperature. -> verification of general relation between PL and PLE in the linear response regime for quasi-equilibrium system :

PL with resonant/non-resonant excitation at 5K (P ex = 2  W) In the case of resonant excitation, T * (= 6.2±0.3 K) agrees with T L (= 5.6±1 K). In the case of non-resonant excitation (+ 6.3 meV), T * (= 7.2±0.5 K) is higher than T L (= 5.6±1 K) and additional non-equilibrium component appears at higher energy side (ML fluctuation).

Summary Photoluminescence and photoluminescence-excitation spectra of two- dimensional electron gas are measured at low-excitation power in the linear response regime. We found that the ratio between PL and PLE is proportional to exp(- hv/kT), where T agrees with lattice temperature, even at 6K under resonant-excitation. This is the first verification of the general relation between emission and absorption in the linear response regime, or Kubo-Martine- Schwinger relation, which is exact under quasi-equilibrium condition. 課題 : Discussion をまとめる ・ 共鳴励起・ドーピング・ CW 励起・高品質 QW ・顕微分光 などの必要性 ・ Knox や chatterjee 論文中の実験結果へのコメント ・ 温度を求める方法について、温度制限、非平衡の場合 ・ 全波長領域で成立することの意味、幅の由来、不均一幅の影響 ・ 理論計算での KMS について ・ 半導体以外の準熱平衡系の線形応答での検証 ・ 強励起した場合の準熱平衡性、電子正孔系での検証