Накопившиеся после накачки экситоны на разрешенных по углу фотоэлектронных спектрах (ARPES) выглядят как копия валентной зоны в виде обращенной вниз параболы, находящаяся чуть ниже дна зоны проводимости. В этой статье построена теория, объясняющая такое явление. При наличии одного экситона с импульсом Q = 0 расчеты действительно дают линию, загибающуюся вниз (рисунок слева).

Объяснение этому простое: после выбивания из экситона единственного электрона он перестает существовать, и от него остается только дырка, которую нужно пристроить в валентную зону. Если импульс экситона равен Q = 0, то после выбивания электрона с импульсом q остается дырка с импульсом –q. Чем больше q, тем глубже в валентную зону (по ее нисходящей дисперсии) нам нужно посадить дырку, а это стоит все большей энергии, так что все меньшая доля энергии остается на выбитый электрон. Вот и получаем нисходящую параболу.

Если же имеется много экситонов с разными Q, то ситуация сложнее, как показано на рисунке справа.

#экситоны #объяснения