Поляризация люминесценции $n$-InSb в сильном магнитном поле при двухфотонной накачке

В $n$-InSb экспериментально исследована зависимость от магнитного поля интегральной интенсивности и поляризации люминесценции при объемном (двухфотонном) возбуждении. Результаты интерпретируются с помощью простой модели, основанной на межзонном механизме излучательной рекомбинации термализованных электронов и дырок, находящихся в состояниях, квантованных магнитным полем.
Показано, что сложная, немонотонная зависимость поляризации люминесценции от магнитного поля обусловлена двумя процессами: ориентацией спинов свободных электронов (парамагнетизм Паули) и квантованием их орбитального движения (диамагнетизм Ландау). В слабых магнитных полях доминирующую роль играет ориентация спинов, и поляризация люминесценции растет с увеличением поля. В сильных полях квантование орбитального движения приводит к падению поляризации и в квантовом пределе она изменяет знак. Показано, что орбитальное движение электронов влияет на правила отбора, так как люминесценция определяется рекомбинацией с тяжелыми дырками.