Properties of biexcitons in multi-valley semiconductors

Summary

This paper considers the effects on the symmetries and binding energies of biexcitons of 1) the short-range interaction (Coulomb and exchange), 2) a multi-valley conduction band and 3) the mass anisotropy of the valleys. It demonstrates that the ground state of the biexciton in a multi-valley semiconductor should be a spin triplet with an antisymmetric valley function and that poly-excitons X _x ,x>2, should be stable in a material like Si.

Riassunto

Questo articolo prende in considerazione gli effetti sulle simmetrie e le energie di legame dei bieccitoni dovuti a 1) interazioni a corto raggio (di Coulomb e di scambio), 2) una banda di conduzione a più minimi e 3) anisotropia della massa dei minimi. L’articolo dimostra che lo stato fondamentale del bieccitone in semiconduttori a più minimi dovrebbe essere un tripletto di spin con una funzione antisimmetrica, e che i polieccitoniX _n ,n>2, dovrebbero essere stabili in un materiale come il silicio.

Резюме

В этой статье рассматривается влияние на симметрии и энергии связи биэкситонов: 1) короткодействующего взаимодействия (кулоновское и обменное), 2) многодолинной зоны проводимости и 3) анизотропии массы для долин. Показывается, что основное состояние биэкситона в многодолинном полупроводнике должно быть триплетным по спину и иметь антисимметричную долинную функцию. Отмечается, что полиэкситоны X _n ,n>2, должны быть устойчивыми в материалах типа кремния.