Abstract

We theoretically investigate the dynamic Franz–Keldysh effect for subpicosecond optical pulses on quantum wells as a function of detuning from the bandgap. For specific spectral excitation regimes we find dramatic nonlinear enhancement effects that are due to the preferential creation of terahertz- (THz-) field-driven propagating excitons and free electron–hole pairs in the THz and the optical domains, respectively. Our results explain why previous measurements of THz sidebands in the optical domain were so weak; we suggest and demonstrate a remarkably better experiment.

© 1999 Optical Society of America

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. W. Franz, Z. Naturforsch. A 13, 484 (1958) ; L. V. Keldysh, Sov. Phys. JETP 34, 788 (1958).
  2. R. Zimmermann, in Spectroscopy and Dynamics of Collective Excitations in Solids, B. Di Bartoli, ed. (Plenum, New York, 1997), p. 126.
  3. D. Fröhlich, A. Nöthe, and K. Reimann, Phys. Rev. Lett. 55, 1335 (1985).
  4. A. P. Jauho and K. Johnsen, Phys. Rev. Lett. 24, 4576 (1996) ; see also Y. Yacoby, Phys. Rev. 169, 610 (1968).
  5. K. B. Nordstrom, K. Johnsen, S. J. Allen, A. P. Jauho, B. Birnir, J. Kono, T. Noda, H. Akiyama, and H. Sakaki, Phys. Status Solidi B 204, 52 (1997).
  6. S. Hughes and D. S. Citrin, Phys. Rev. B 59, R5288 (1999).
  7. J. Kono, M. Y. Su, K. B. Nordstrom, J. Cerne, M. S. Sherwin, S. J. Allen, T. Inoshita, T. Noda, H. Sakaki, G. E. W. Bauer, M. Sundaram, and A. C. Gossard, Phys. Rev. Lett. 79, 1758 (1997).
  8. See, for example, T. Meier, G. von Plessen, P. Thomas, and S. W. Koch, Phys. Rev. Lett. 73, 902 (1994).

1999

S. Hughes and D. S. Citrin, Phys. Rev. B 59, R5288 (1999).

1997

J. Kono, M. Y. Su, K. B. Nordstrom, J. Cerne, M. S. Sherwin, S. J. Allen, T. Inoshita, T. Noda, H. Sakaki, G. E. W. Bauer, M. Sundaram, and A. C. Gossard, Phys. Rev. Lett. 79, 1758 (1997).

R. Zimmermann, in Spectroscopy and Dynamics of Collective Excitations in Solids, B. Di Bartoli, ed. (Plenum, New York, 1997), p. 126.

K. B. Nordstrom, K. Johnsen, S. J. Allen, A. P. Jauho, B. Birnir, J. Kono, T. Noda, H. Akiyama, and H. Sakaki, Phys. Status Solidi B 204, 52 (1997).

1996

A. P. Jauho and K. Johnsen, Phys. Rev. Lett. 24, 4576 (1996) ; see also Y. Yacoby, Phys. Rev. 169, 610 (1968).

1994

See, for example, T. Meier, G. von Plessen, P. Thomas, and S. W. Koch, Phys. Rev. Lett. 73, 902 (1994).

1985

D. Fröhlich, A. Nöthe, and K. Reimann, Phys. Rev. Lett. 55, 1335 (1985).

Akiyama, H.

K. B. Nordstrom, K. Johnsen, S. J. Allen, A. P. Jauho, B. Birnir, J. Kono, T. Noda, H. Akiyama, and H. Sakaki, Phys. Status Solidi B 204, 52 (1997).

Allen, S. J.

K. B. Nordstrom, K. Johnsen, S. J. Allen, A. P. Jauho, B. Birnir, J. Kono, T. Noda, H. Akiyama, and H. Sakaki, Phys. Status Solidi B 204, 52 (1997).

J. Kono, M. Y. Su, K. B. Nordstrom, J. Cerne, M. S. Sherwin, S. J. Allen, T. Inoshita, T. Noda, H. Sakaki, G. E. W. Bauer, M. Sundaram, and A. C. Gossard, Phys. Rev. Lett. 79, 1758 (1997).

Bauer, G. E. W.

J. Kono, M. Y. Su, K. B. Nordstrom, J. Cerne, M. S. Sherwin, S. J. Allen, T. Inoshita, T. Noda, H. Sakaki, G. E. W. Bauer, M. Sundaram, and A. C. Gossard, Phys. Rev. Lett. 79, 1758 (1997).

Birnir, B.

K. B. Nordstrom, K. Johnsen, S. J. Allen, A. P. Jauho, B. Birnir, J. Kono, T. Noda, H. Akiyama, and H. Sakaki, Phys. Status Solidi B 204, 52 (1997).

Cerne, J.

J. Kono, M. Y. Su, K. B. Nordstrom, J. Cerne, M. S. Sherwin, S. J. Allen, T. Inoshita, T. Noda, H. Sakaki, G. E. W. Bauer, M. Sundaram, and A. C. Gossard, Phys. Rev. Lett. 79, 1758 (1997).

Citrin, D. S.

S. Hughes and D. S. Citrin, Phys. Rev. B 59, R5288 (1999).

Franz, W.

W. Franz, Z. Naturforsch. A 13, 484 (1958) ; L. V. Keldysh, Sov. Phys. JETP 34, 788 (1958).

Fröhlich, D.

D. Fröhlich, A. Nöthe, and K. Reimann, Phys. Rev. Lett. 55, 1335 (1985).

Gossard, A. C.

J. Kono, M. Y. Su, K. B. Nordstrom, J. Cerne, M. S. Sherwin, S. J. Allen, T. Inoshita, T. Noda, H. Sakaki, G. E. W. Bauer, M. Sundaram, and A. C. Gossard, Phys. Rev. Lett. 79, 1758 (1997).

Hughes, S.

S. Hughes and D. S. Citrin, Phys. Rev. B 59, R5288 (1999).

Inoshita, T.

J. Kono, M. Y. Su, K. B. Nordstrom, J. Cerne, M. S. Sherwin, S. J. Allen, T. Inoshita, T. Noda, H. Sakaki, G. E. W. Bauer, M. Sundaram, and A. C. Gossard, Phys. Rev. Lett. 79, 1758 (1997).

Jauho, A. P.

K. B. Nordstrom, K. Johnsen, S. J. Allen, A. P. Jauho, B. Birnir, J. Kono, T. Noda, H. Akiyama, and H. Sakaki, Phys. Status Solidi B 204, 52 (1997).

A. P. Jauho and K. Johnsen, Phys. Rev. Lett. 24, 4576 (1996) ; see also Y. Yacoby, Phys. Rev. 169, 610 (1968).

Johnsen, K.

K. B. Nordstrom, K. Johnsen, S. J. Allen, A. P. Jauho, B. Birnir, J. Kono, T. Noda, H. Akiyama, and H. Sakaki, Phys. Status Solidi B 204, 52 (1997).

A. P. Jauho and K. Johnsen, Phys. Rev. Lett. 24, 4576 (1996) ; see also Y. Yacoby, Phys. Rev. 169, 610 (1968).

Koch, S. W.

See, for example, T. Meier, G. von Plessen, P. Thomas, and S. W. Koch, Phys. Rev. Lett. 73, 902 (1994).

Kono, J.

K. B. Nordstrom, K. Johnsen, S. J. Allen, A. P. Jauho, B. Birnir, J. Kono, T. Noda, H. Akiyama, and H. Sakaki, Phys. Status Solidi B 204, 52 (1997).

J. Kono, M. Y. Su, K. B. Nordstrom, J. Cerne, M. S. Sherwin, S. J. Allen, T. Inoshita, T. Noda, H. Sakaki, G. E. W. Bauer, M. Sundaram, and A. C. Gossard, Phys. Rev. Lett. 79, 1758 (1997).

Meier, T.

See, for example, T. Meier, G. von Plessen, P. Thomas, and S. W. Koch, Phys. Rev. Lett. 73, 902 (1994).

Noda, T.

K. B. Nordstrom, K. Johnsen, S. J. Allen, A. P. Jauho, B. Birnir, J. Kono, T. Noda, H. Akiyama, and H. Sakaki, Phys. Status Solidi B 204, 52 (1997).

J. Kono, M. Y. Su, K. B. Nordstrom, J. Cerne, M. S. Sherwin, S. J. Allen, T. Inoshita, T. Noda, H. Sakaki, G. E. W. Bauer, M. Sundaram, and A. C. Gossard, Phys. Rev. Lett. 79, 1758 (1997).

Nordstrom, K. B.

J. Kono, M. Y. Su, K. B. Nordstrom, J. Cerne, M. S. Sherwin, S. J. Allen, T. Inoshita, T. Noda, H. Sakaki, G. E. W. Bauer, M. Sundaram, and A. C. Gossard, Phys. Rev. Lett. 79, 1758 (1997).

K. B. Nordstrom, K. Johnsen, S. J. Allen, A. P. Jauho, B. Birnir, J. Kono, T. Noda, H. Akiyama, and H. Sakaki, Phys. Status Solidi B 204, 52 (1997).

Nöthe, A.

D. Fröhlich, A. Nöthe, and K. Reimann, Phys. Rev. Lett. 55, 1335 (1985).

Reimann, K.

D. Fröhlich, A. Nöthe, and K. Reimann, Phys. Rev. Lett. 55, 1335 (1985).

Sakaki, H.

J. Kono, M. Y. Su, K. B. Nordstrom, J. Cerne, M. S. Sherwin, S. J. Allen, T. Inoshita, T. Noda, H. Sakaki, G. E. W. Bauer, M. Sundaram, and A. C. Gossard, Phys. Rev. Lett. 79, 1758 (1997).

K. B. Nordstrom, K. Johnsen, S. J. Allen, A. P. Jauho, B. Birnir, J. Kono, T. Noda, H. Akiyama, and H. Sakaki, Phys. Status Solidi B 204, 52 (1997).

Sherwin, M. S.

J. Kono, M. Y. Su, K. B. Nordstrom, J. Cerne, M. S. Sherwin, S. J. Allen, T. Inoshita, T. Noda, H. Sakaki, G. E. W. Bauer, M. Sundaram, and A. C. Gossard, Phys. Rev. Lett. 79, 1758 (1997).

Su, M. Y.

J. Kono, M. Y. Su, K. B. Nordstrom, J. Cerne, M. S. Sherwin, S. J. Allen, T. Inoshita, T. Noda, H. Sakaki, G. E. W. Bauer, M. Sundaram, and A. C. Gossard, Phys. Rev. Lett. 79, 1758 (1997).

Sundaram, M.

J. Kono, M. Y. Su, K. B. Nordstrom, J. Cerne, M. S. Sherwin, S. J. Allen, T. Inoshita, T. Noda, H. Sakaki, G. E. W. Bauer, M. Sundaram, and A. C. Gossard, Phys. Rev. Lett. 79, 1758 (1997).

Thomas, P.

See, for example, T. Meier, G. von Plessen, P. Thomas, and S. W. Koch, Phys. Rev. Lett. 73, 902 (1994).

von Plessen, G.

See, for example, T. Meier, G. von Plessen, P. Thomas, and S. W. Koch, Phys. Rev. Lett. 73, 902 (1994).

Yacoby, Y.

A. P. Jauho and K. Johnsen, Phys. Rev. Lett. 24, 4576 (1996) ; see also Y. Yacoby, Phys. Rev. 169, 610 (1968).

Zimmermann, R.

R. Zimmermann, in Spectroscopy and Dynamics of Collective Excitations in Solids, B. Di Bartoli, ed. (Plenum, New York, 1997), p. 126.

Phys. Rev. Lett.

D. Fröhlich, A. Nöthe, and K. Reimann, Phys. Rev. Lett. 55, 1335 (1985).

Phys. Rev. B

S. Hughes and D. S. Citrin, Phys. Rev. B 59, R5288 (1999).

Phys. Rev. Lett.

J. Kono, M. Y. Su, K. B. Nordstrom, J. Cerne, M. S. Sherwin, S. J. Allen, T. Inoshita, T. Noda, H. Sakaki, G. E. W. Bauer, M. Sundaram, and A. C. Gossard, Phys. Rev. Lett. 79, 1758 (1997).

See, for example, T. Meier, G. von Plessen, P. Thomas, and S. W. Koch, Phys. Rev. Lett. 73, 902 (1994).

A. P. Jauho and K. Johnsen, Phys. Rev. Lett. 24, 4576 (1996) ; see also Y. Yacoby, Phys. Rev. 169, 610 (1968).

Phys. Status Solidi B

K. B. Nordstrom, K. Johnsen, S. J. Allen, A. P. Jauho, B. Birnir, J. Kono, T. Noda, H. Akiyama, and H. Sakaki, Phys. Status Solidi B 204, 52 (1997).

Z. Naturforsch. A

W. Franz, Z. Naturforsch. A 13, 484 (1958) ; L. V. Keldysh, Sov. Phys. JETP 34, 788 (1958).

Other

R. Zimmermann, in Spectroscopy and Dynamics of Collective Excitations in Solids, B. Di Bartoli, ed. (Plenum, New York, 1997), p. 126.

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Metrics