Двумерные кулоновские плазмон-экситоны: релаксация возбуждений

Представлена теория релаксации двумерных нерадиационных (кулоновских) плазмон-экситонов в близко расположенных тонких слоях металла и полупроводника. В рамках классической электродинамики сформулированы уравнения движения для волн поляризации нерадиационных плазмонов и экситонов при наличии их кулоновской связи и внешнего ближнеполевого источника поляризации. В модели связанных гармонических осцилляторов, представленных полями поляризации возбуждений, решена задача о затухании кулоновских плазмонов, экситонов и плазмон-экситонов. Показано, что дисперсионные ветви нормальных плазмон-экситонных мод испытывают антипересечение (отталкиваются) при резонансе между плазмоном и экситоном. С учетом диссипативного затухания возбуждений и энергоообмена между ними исследован процесс релаксации плазмон-экситонов в зависимости от времени. Теория выявляет важные аналогии динамики плазмон-экситонов и других объектов линейной теории колебаний, таких как механические осцилляторы, резонансные электрические контуры и др.