Zeeman effect in semiconductor quantum structures

Abstract

Tato teoretická práce prezentuje detailní studii záporně nabitých excitonů - trionů - v jednoduché potenciálové jámě a kolmém magnetickém poli. Složitý valenční pás sloučeniny GaAs/GaAlAs je popsán pomocí Luttingerova Hamiltoniánu. Po zavedení singletních a tripletních stavů záporného trionu je provedena detatilní teoretická analýza Zeemanova jevu pro různé stavy trionu. Pro popis magnetického pole je zvolena Landauova kalibrace. Vhodnost související neobvyklé báze vlnových funkcí je testována. Závislost energie základního stavu a fotoluminiscenèních spekter na magnetickém poli je vyhodnocena pro různé volby Landého g-faktorů. Dále je zkoumána prostorová distribuce pravděpodobnosti výskytu elektronu vzhledem k poloze díry a vzájemná prostorová korelační funkce elektronů.

This theoretical thesis presents detailed study of negatively charged excitons - trions - confined in single quantum well in presence of perpendicular magnetic field. Complex valence band of GaAs/GaAlAs compound is described within Luttinger Hamiltonian framework. Singlet and triplet states of negative trion are introduced. Advanced theoretical analysis of Zeeman effect for different states of trion is performed. Landau gauge of magnetic field and unusual wavefunctions basis is chosen and its accuracy is tested. Evolution of ground state energy and photoluminescence spectra with magnetic field is evaluated for different values of Landé g-factors. Probability of occurrence of electrons with respect to the hole position and their spatial correlation function are investigated.