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Electronic excitations in narrow quantum wells via intersubband Raman scattering: Theoretical considerations
Institution:1. Departamento de Física, Campus Ministro Petrônio Portella Bloco 03, Universidade Federal do Piauí, CEP 64049-550, Teresina, PI, Brazil;2. Pós-Graduação em Ciência dos Materiais, Campus Ministro Petrônio Portella, Universidade Federal do Piauí, CEP 64049-550, Teresina, PI, Brazil;3. Departamento de Física, Universidade Federal do Ceará, C.P. 6030, CEP 60455-760, Fortaleza, CE, Brazil;1. Laboratório de Instrumentação e Simulação Computacional (LISCOMP-IFRJ/CPAR), Rua Sebastião Lacerda s°n, Paracambi, RJ, 26600-000, Brazil;2. Laboratório de Instrumentação Nuclear (LIN-UFRJ), Ilha do Fundão, RJ, 21941-972, Brazil;3. Museu Nacional (MN-UFRJ) Quinta da Boa vista, São Cristóvão, RJ, 20940-040, Brazil;4. Instituo de Física Universidade do Estado do Rio de Janeiro (IF-UERJ), Rua São Francisco Xavier, RJ, 20559-900, Brazil;5. Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca ? Uned-NG, 26041-271, Nova Iguaçu, Brazil;1. Laboratório de Nanoestruturas Plasmônicas, Núcleo de Espectroscopia e Estrutura Molecular, Departamento de Química, Universidade Federal de Juiz de Fora, R. José Lourenço Kelmer s/n, Martelos, CEP 36036-900, Juiz de Fora, MG, Brazil;2. Departamento de Física, Universidade Federal de Juiz de Fora, R. José Lourenço Kelmer s/n, Martelos, CEP 36036-900, Juiz de Fora, MG, Brazil
Abstract:In this work a generalized self-consistent field theory was applied to investigate the elementary excitations of two-dimensional electron gas formed from narrow quantum wells via resonant intersubband Raman scattering. The developed model considers the existence of equally coupled and degenerated excitations of the electron gas and allows to observe that in extreme resonance regime the plasma oscillations splits into two contributions: a set of renormalized collective excitations (plasmons) and unrenormalized electronic transitions (single-particle excitations). Our results show that the asymmetries which appear in the Raman profile of doped narrow quantum wells can be interpreted as the entrance or exit of resonance of collective modes overlapped with single-particle transitions.
Keywords:Raman scattering  Electron gas  Collective excitations  Single-particle excitations  Narrow quantum wells
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