Когерентное электронно-дырочное состояние и фемтосекундное кооперативное излучение в объёмном GaAs

Обсуждаются условия получения коллективного когерентного электронно-дырочного состояния в полупроводниках. Приведены результаты экспериментального исследования режима кооперативной рекомбинации электронов и дырок высокой плотности (свыше 3 × 10¹⁸ см^-3) в объёмном GaAs при комнатной температуре. Показано, что коллективное спаривание электронов и дырок и их конденсация вызывают образование короткоживущего когерентного электронно-дырочного БКШ-подобного состояния, излучательная рекомбинация которого наблюдается в виде мощных фемтосекундных оптических импульсов. Экспериментально продемонстрировано, что практически все электроны и дырки сконденсированы на дно зон и находятся в кооперативном состоянии. Измерено среднее время жизни этого состояния (около 300 фс), получены зависимости параметра порядка (энергетической щели в спектре электронов и дырок) и энергии Ферми когерентного электронно-дырочного БКШ-состояния от концентрации e-h-пар.