Room-temperature stability of excitons and transverse-electric polarized deep-ultraviolet luminescence in atomically thin GaN quantum wells
量子限制深刻影响纳米材料中电子、空穴和激子的性质和相互作用。我们采用第一性原理计算研究了极端量子限制对AlN中1 ~ 4个原子单层厚度的GAN量子阱的电子、激子和辐射性质的影响。我们确定的准粒子带隙，激子能量和波函数，辐射寿命，和莫特临界密度作为一个功能以及势垒厚度。我们的研究结果表明，量子限制在GAN单层增加的带隙高达5.44 eV和激子的结合能高达215 meV，表明激子在室温下的热稳定性。激子辐射寿命在室温下为1至3纳秒，而激子解离的Mott临界密度约为10 $^{13}$ cm $^{-2}$。发光是横向电偏振的，这有利于从c面异质结构中提取光。我们还介绍了一个简单的近似模型计算激子辐射寿命的基础上的自由载流子双分子辐射复合系数和激子半径，这与我们的结果与Bethe-Salpeter方程的预测。我们的研究结果表明，原子薄的GAN量子阱在室温下表现出稳定的激子，在深紫外高效发光体，以及室温激子器件的潜在应用。
2019-10-03 cond-mat.mtrl-sci
Theory of Luminescence Spectra of High-Density Electron-Hole Systems: Crossover from Excitonic Bose-Einstein Condenstation to Electron-Hole BCS State
本文提出了一个适用于电子-空穴BCS态和激子玻色-爱因斯坦凝聚体的高激发半导体发光光谱的统一理论。电子-空穴BCS态与激子玻色-爱因斯坦凝聚体之间的交叉行为在计算的发光光谱中清晰地表现出来。分析基于Bethe-Salpeter方程和广义随机相位近似，考虑了多重库仑散射和与电子-空穴对质心运动相关的量子涨落。在交叉区，计算的光谱与BCS类平均场论和相互作用玻色子模型的结果有本质的不同。特别地，发现随着粒子密度的减小，由电子-空穴BCS态复合产生的宽光谱分裂为P-和P_2-发光带。这些频带上的载流子密度的依赖性是在很好的协议与实验高度激发的半导体。
2000-06-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Exciton luminescence in resonant photonic crystals
在经典的麦克斯韦方程组的框架内，发展了一维共振光子晶体发光特性的唯象理论，其中偏振态的波动项代表非相干发射源.该理论是基于一个有效的一般方法来确定这些结构的线性响应，并考虑到形成的极化激元模式，由于其构成元素之间的相干辐射耦合。将所得结果应用于布拉格多量子阱结构，并将理论结果与实验结果进行了比较。它表明，这种系统的发射可以显着影响故意引入缺陷元素的结构。讨论了吸收光谱与发光光谱的关系。
2007-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Landau-quantized excitonic absorption and luminescence in a monolayer valley semiconductor
我们研究了单层WSe $_2$在磁场作用下的朗道量子化激子吸收和发光。我们观察到门依赖的量子振荡的亮激子和trions（或激子极化子）以及暗trions和它们的声子副本。我们的研究结果揭示了自旋和谷极化朗道能级（LL）与填充因子$n = +0, +1$在底部导带和$n = -0$ $-6$在顶部价带，包括贝里曲率诱导的$n = \pm0$大质量狄拉克费米子的LL。LL填充产生周期性的激子能量漂移的平台，伴随着激子吸收的宽度和幅度的急剧振荡。这种奇特的激子行为可以通过半经验计算来模拟。实验推导的导带和价带的g因子（g ~ 2.5和g ~ 15）分别超过了单粒子模型的预测值（g = 1.5和5.5）。这种g因子的增强意味着门控单层WSe $_2$中存在强的多体相互作用。朗道量子化、激子效应和多体相互作用之间的复杂相互作用使得单层WSe $_2$成为探索新的关联量子现象的一个有前途的平台。
2020-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
First-principles study of luminescence in hexagonal boron nitride single layer: exciton-phonon coupling and the role of substrate
面元氮化硼（hBN）是一种宽带隙材料，具有强激子光发射和激子-声子耦合。最近合成的单层形式（m-hBN）上进行的发光实验呈现彼此不同的发射光谱，其中一些表明声子辅助和直接发射通道之间的共存。受这些结果的启发，我们使用一种新的\textit{ab initio}方法研究了（m-hBN）的光学响应，该方法考虑了原子振动对发光光谱的影响。我们构造了动态激子-声子自能，然后用它来微扰校正光学响应函数，并以体相hBN为基准测试这种方法。在我们的方法中，我们能够估计由声子辅助跃迁引起的直接峰的重正化，这使我们能够准确地描述两个过程都存在的光谱。我们发现m-hBN的发射信号强烈依赖于其与基底的相互作用，这将其性质从直接材料改变为间接材料，并改变了电子感受到的屏蔽。我们将m-hBN发射信号归因于明亮的直接激子，并考虑声子副本出现的可能性。
2023-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Pressure induced emergence of visible luminescence in $Cs_3Bi_2Br_9$: Effect of structural distortion in optical behaviour
本文报道了高压下三方晶系$Cs_3Bi_2Br_9$在室温下的光致发光。发现强度随压力的增强是由$BiBr_6$八面体的畸变和等结构转变的增加驱动的。电子能带结构计算表明高压相的样品是间接带隙半导体。发光峰的轮廓显示签名有关的自由和自陷激子的重组，分别。两个峰的蓝移直到4.4GPa是由于激子的弛豫前的激子复合，激子的弛豫是由于激子寿命随声子散射而减小
2020-09-03 cond-mat.mtrl-sci
Interplay between Plasmon Luminescence and Vibrationally Resolved Molecular Luminescence Induced by Scanning Tunneling Microscopy
利用非平衡格林函数方法研究了分子激子与表面等离子体激元之间的耦合（激子-等离子体激元耦合）对分子和表面等离子体激元发光性质的影响。分子吸收和增强分子的电子和振动模式（分子模式）导致的谷和峰结构的表面等离子体的发光光谱。这些结构将对应于在最近的实验中观察到的峰和谷结构。我们发现，除了分子动力学，由表面等离子体的再吸收起着重要的作用，在确定的发光光谱轮廓。
2013-06-10 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Excitonic luminescence of iodine-intercalated HfS$_2$
报道了用化学气相输运法生长的HfS $_2$的光致发光。在1.4 - 1.5eV的能量范围内，在低温下出现一系列发射谱线。两组所观察到的激子跃迁，其次是他们的副本涉及声学和光学声子区分使用经典的强度相关分析。发射归因于与插入在HfS $_2$层之间的碘（I $_2$）分子结合的激子的复合。I $_2$分子在生长过程中作为卤素传输剂引入晶体。它们在晶体中的存在被二次离子质谱证实。
2023-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tip-induced excitonic luminescence nanoscopy of an atomically-resolved van der Waals heterostructure
利用低温扫描隧道显微镜以原子级分辨率探测范德华异质结构的本征发光，揭示了激子发射随纳米环境变化的规律，为原子尺度理解与控制莫尔超晶格光电现象奠定基础。
2022-04-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Distinctive signatures of the spin- and momentum-forbidden dark exciton states in the photo-luminescences of strained WSe$_2$ monolayers under thermalization
光激发过渡金属二硫属化物单分子膜（TMDC-ML）的低激发态光谱具有丰富的精细结构，包括谷内亮激子态以及谷内和谷间暗激子态。后者的状态可以归类为自旋和动量禁戒暗激子根据违反光学选择规则。由于光的不可见性，这两种暗态在常规光谱中很难被观察到，甚至无法区分，尽管它们对TMDC-ML的光学和动力学性质的影响已经被人们所关注。在这封信中，我们提出了一个理论和计算研究的激子精细结构和温度依赖的光致发光光谱的应变钨二硒化单分子膜（WSe $_2$ -MLs），其中谷内自旋禁阻暗激子位于最低的激子状态和其他动量禁阻态是在较高的能量，是可调的外部应力。数值计算是通过求解WSe $_2$ -ML中激子在应力控制下的Bethe-Salpeter方程来进行的，该方法是从密度泛函理论的第一性原理计算中建立的紧束缚方案。通过数值计算和支持性模型分析，揭示了应变WSe $_2$ -ML的自旋和动量禁戒激子态在变温光致发光中的独特特征，并提出了推断这两类DX的相对能量位置的指导原则.
2019-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multi-wavelength magnetic coding of helical luminescence in ferromagnetic 2D layered CrI3
二维（2D）范德华（vdW）铁磁体为在单个或几个原子层的极限下操纵自旋以及通过长程铁磁（FM）有序和激子的耦合来创建独特的磁激子器件开辟了新的途径。然而，2D vdW铁磁体探索到目前为止，很少具有激子行为，到目前为止，FM CrI 3最近已被发现显示配体场光致发光与FM排序，但通常具有宽的发射峰。另外，在反铁磁（AFM）NiPS 3中已经观察到多体激子，但是由于极高的介电常数，激子与AFM阶数的耦合以指数方式更加困难。在这里，我们报告了一个简单的方法来实现强耦合的窄螺旋发射和FM订单在低磁场CrI 3通过一个相对简单的微球腔。结果表明，SiO2微球的共振回音壁模式（WGM）在连续波激发下产生一系列强振荡螺旋辐射，半高宽（FWHM）约为5 nm.实现了950-1100 nm范围内多波长螺旋线发光的可逆磁控编码。这项工作使大量的机会，创造磁编码激光光子集成芯片。
2022-04-28 cond-mat.mtrl-sci
Exciton resonances quench the photoluminescence of zigzag carbon nanotubes
我们发现，单壁碳纳米管的光致发光强度是强得多的大手性角管-扶手椅管-因为激子共振使锯齿形管的发光本质上弱。这种激子-激子共振取决于管的电子结构，并且在+1族的纳米管中更常见。扶手椅管不一定优先生长与目前的生长技术;他们只是有更强的发光。我们的分析允许归一化的光致发光强度，并发现在宏观样品中的纳米管手性的丰度。
2005-04-23 cond-mat.mtrl-sci
Unusual X-ray excited luminescence spectra of NiO suggestive of a self-trapping of the d-d charge transfer exciton
研究了NiO在真空紫外（VUV）和软X射线（XUV）激发下的荧光光谱。光致发光（PL）光谱显示宽的发射带集中在约2.3和3.2 eV。PL激发（PLE）光谱演化和寿命测量表明，两种机制具有短和长的衰减时间，归因于d（$e_g$）-d（$e_g$）和p（$π$）-d电荷转移（CT）跃迁分别在4- 6 μ，eV范围内，是所观察到的发射的原因，而最强的p（$σ$）-dCT跃迁在7.eV处似乎是一种弱的PL激发机制。在4- 7.eV范围内记录的PLE谱与RIXS和反射率数据一致。利用XUV激发可以避免表面效应在发光中的主导作用，并揭示了具有令人困惑的隔离良好的非常窄的线的双峰的体发光，其具有接近3.3eV的能量，其特征在于由耦合的Jahn-Teller Ni $^+$和Ni $^{3+}$中心形成的自陷\emph{d} - \emph{d} CT激子中的复合跃迁。这一结论得到了NiO和固溶体Ni $_{x}$ Zn $_{1-x}$ O的发光光谱的比较分析以及不同\emph{p} - \emph{d}和\emph{d} - \emph{d} CT跃迁及其弛豫通道的综合团簇模型指认的支持。据我们所知，这是首次观察到\emph{d} - \emph{d} CT激子的自陷。我们的论文表明，时间分辨发光测量提供了一个指导性的工具，阐明\emph{p} - \emph{d}和\emph{d} - \…
2012-01-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Exciton-relaxation dynamics in lead halides
综述了近年来卤化铅晶体中激子弛豫的研究进展。发光和电子自旋共振研究表明，溴化铅中的激子自发解离，电子和空穴分别自陷。在氯化铅中也发现了类似的弛豫现象。电子-空穴分离归因于通过声学声子的排斥关联。此外，基于自陷态的温度分布，我们讨论了氟化铅、氯化铅和溴化铅中主要由单光子激发引入激子带的发光成分的来源。
2002-08-16 cond-mat.mtrl-sci
Tunneling-current-induced local excitonic luminescence in p-doped WSe$_2$ monolayers
在空气中工作的扫描隧道显微镜（STM）中，利用隧道电流局部激发发光，研究了剥离的二硒化钨（WSe $_2$）单分子膜在金基底上的激子性质。在获得的光谱中，发射能量是独立的所施加的偏置电压和类似的光致发光（PL）的结果，表明，在这两种情况下，光发射是由于中性和带电激子复合。有趣的是，电子注入速率，即隧道电流，可以用来控制带电与中性激子发射的比率。在过渡金属二硫属化物（TMD）中获得的量子产率为每个电子$~5x10^{-7}$光子数，提出的激发机制是载流子直接注入导带。单层WSe $_2$呈现由在UHV下执行的STM图像所发现的亮和暗缺陷。STS确认样品为p型掺杂，可能是观察到的缺陷的净结果。界面水层的存在使单层与金载体分离，并允许WSe $_2$单层的激子发射。由于普遍存在的空气水分，水层的产生是样品转移过程的固有特征。因此，去除水层的真空热退火使TMD的激子发光猝灭。隧穿电流可以局部取代水分子，导致激子发射猝灭和等离子体发射，由于金衬底。目前的研究结果扩展了使用和理解的STM诱导光发射（STM-LE）的半导体TMD探测激子发射和动力学与高空间分辨率。
2022-10-05 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Quenching of the luminescence intensity of GaN nanowires under electron beam exposure: Impact of C adsorption on the exciton lifetime
在扫描电子显微镜中GAN纳米线的电子辐照强烈地降低了它们的发光效率，如阴极发光成像和光谱所示。我们证明，这种发光猝灭起源于在已经存在的表面状态和新的表面状态的形成诱导的C的吸附在纳米线侧壁上的电荷捕获的组合。这些效应的相互作用导致淬火的复杂的时间演变，这强烈地依赖于单位面积的入射电子剂量。电子辐照样品的时间分辨光致发光测量结果表明，碳吸附层影响非辐射和辐射复合动力学。
2017-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spectrally narrow exciton luminescence from monolayer MoS2 exfoliated onto epitaxially grown hexagonal BN
过渡金属二硫属化物（TMD）单分子膜（ML）中强的光-物质相互作用由强激子控制。已经取得了重要的进展，以控制周围的ML的介电环境，特别是通过六方氮化硼（hBN）封装，这大大减少了激子线宽的不均匀的贡献。大多数研究使用来自高压下生长的高质量薄片的剥离的hBN。在这项工作中，我们表明，hBN生长的分子束外延（MBE）在一个大的表面积基板具有类似的积极影响，从TMD ML的光发射。我们在Ni/MgO（111）衬底上用分子束外延法生长了MoS $_2$和MoSe $_2$多层膜。然后我们用剥离的hBN覆盖它们，以最终获得包封的样品：剥离的hBN/TMD ML/MBE hBN。我们观察到我们的样品相比，直接剥离在SiO $_2$基板上的TMD ML的光学质量的改善。我们的研究结果表明，分子束外延生长的hBN可以作为一个平坦的和免费的衬底，用于制造大规模的TMD基异质结构。
2018-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Radiative lifetime of free excitons in hexagonal boron nitride
使用一个新的时间分辨阴极射线发光系统，致力于紫外光谱范围内，我们提出了在室温下的hBN中的自由激子的辐射寿命的第一个估计。这是进行从一个单一的实验，同时给出连续激发下的绝对发光强度和自由激子在时域中的衰减时间。hBN中的间接激子的辐射寿命等于27 ns，这比其他间接带隙半导体中的激子的辐射寿命短得多。这是由激子复合物中电子和空穴的紧密接近以及间接激子和直接激子之间的小能量差来解释的。hBN对于间接带隙的异常高的发光效率因此被半定量地理解。
2021-07-02 cond-mat.mtrl-sci
Atomistic simulations of self-trapped exciton formation in silicon nanostructures: The transition from quantum dots to nanowires
采用含时近似密度泛函理论方法，计算了氢钝化大长径比硅纳米结构的吸收光谱和发光光谱。系统地研究了轴向和径向电子约束效应。对于长度小于2 nm的短纳米棒，激发态弛豫导致了显著的Stokes位移，但对发光强度影响很小。自陷激子的形成同样只观察到短的纳米结构，较长的线表现出完全离域的激子，在激发态的最小几何失真可以忽略不计。
2009-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Distinguishing different stackings in layered materials via luminescence spectroscopy
本文结合阴极荧光实验与第一性原理计算，通过完整积分激子和声子动量，解释了六方与菱方氮化硼紫外发光峰的差异，实现层状材料堆叠方式的区分。
2023-05-27 cond-mat.mtrl-sci
Luminescence Decay and the Absorption Cross-Section of Individual Single-Walled Carbon Nanotubes
利用时间分辨和连续波发光光谱法测定了单壁碳纳米管的吸收截面。在第二次光跃迁激发的（6，5）管中，每个碳原子的平均值为1 × 10 ~（-17）cm ~ 2，并得到单管光热吸收测量的证实。系统地观察到双指数发光衰减，短寿命和长寿命约为45和250 ps。这种行为是由于带边激子精细结构与暗级躺在几个meV以下的明亮的。
2009-01-06 cond-mat.mtrl-sci
Quantum Confined Luminescence in Two dimensions
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；University of North Texas（北德克萨斯大学）；Jazan University（扎赞大学）；Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；Chungbuk National University（忠北国立大学）；National Institute for Materials Science（物质材料研究机构）
本研究通过扫描透射电子显微镜中的阴极发光技术，实验证实了嵌入WSe2基质的MoSe2纳米点的局域光发射，揭示了其发光特性与尺寸的依赖关系及量子限制效应，为2D系统的可控光发射及纳米光子学应用提供了基础。
2024-06-14 cond-mat.mtrl-sci
Temperature dependence of self-trapped exciton luminescence in nanostructured hafnia powder
二氧化铪的固有光学性质和能量结构的特殊性在很大程度上决定了二氧化铪在新一代光电子和纳米电子器件中的应用前景。在这项工作中，我们研究了在室温下的漫反射光谱的名义纯的纳米结构的$HfO_2$粉末与单斜晶体结构，以及它的光致发光温度范围为40 - 300 K。我们还估计了带隙$E_g$的假设下，间接（5.31 eV）和直接（5.61 eV）允许的过渡。我们已经检测到发射与4.2 eV的最大值在T < 200 K，并进行了实验依赖性的分析，以评估热淬火（140 meV）和增强（3 meV）过程的激活能。考虑到光谱特性的温度行为和Huang-Rhys因子S >> 1的估计，表明自陷激子的辐射衰变形成所指示的发射机制。在这种情况下，局域化主要是由于空穴与非等效（$O_{3f}$和$O_{4f}$）晶体位置中氧原子的活性振动模式的相互作用。对所讨论的激子效应的深入研究可以推进具有受控光学响应的基于氧化物的结构的开发。
2021-12-05 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Fundamental Limits of Exciton-Exciton Annihilation for Light Emission in Transition Metal Dichalcogenide Monolayers
我们定量地说明了激子-激子湮灭（EEA）可能对单层过渡金属二硫属化物（TMDC）材料的光发射的基本限制。TMDC单层中的EEA显示出与基底的相互作用的依赖性，因为其速率从0.1 cm 2/s（0.05 cm 2/s）增加到0.3 cm 2/s（0.1 cm 2/s），对于WS 2（MoS 2）单层，移除基底。当激子密度超过1010 cm-2或1011 cm-2时，它成为激子衰减的主要途径，并主导发光效率。这为实现最佳发光效率设置了发光器件中注入电荷密度的上限。强EEA速率还规定了单层中粒子数反转的泵浦阈值为12-18 MW/cm 2（光学）或2.5- 4 × 105 A/cm 2（电学）。
2016-04-12 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Dimensionality effects on the luminescence properties of hBN
对各种块体和剥离的六方氮化硼（hBN）样品进行了低温阴极发光（CL）实验。研究了不同合成方法生长的不同块体晶体。所有这些都在5.6- 6 eV范围内呈现相同的所谓S系列，证明了其内在特性。已经记录了包含100层到6层的薄片的发光光谱。在相同的UV范围内观察到强的修改，并在层状晶体中的二维激子性质的一般框架内进行了讨论。
2016-01-08 cond-mat.mtrl-sci
Effects of Interference between Energy Absorption Processes of Molecule and Surface Plasmons on Light Emission Induced by Scanning Tunneling Microscopy
用非平衡格林函数方法研究了分子激子与表面等离子体激元之间的耦合（激子-等离子体激元耦合）对分子和表面等离子体激元发光性质的影响。分子吸收和增强分子的电子和振动模式（分子模式）导致的谷和峰结构的表面等离子体的发光光谱。表面等离子体的重吸收导致其发光光谱中的凹陷结构。发现分子吸收和表面等离子体再吸收过程相互干扰。这些能量吸收过程的增强和抑制是由于干扰。此外，由于激子-等离子体激元耦合，分子的激发通道在低于分子的第一电子激发能的能量范围内出现。结果表明，当偏压低于分子的第一电子激发能与元电荷之比时，电子通过这些激发通道的跃迁引起分子的发光和振动激发.结果还表明，振动激发有助于光子的发射，其能量超过了元电荷和偏置电压的乘积（上转换发光）。
2013-05-22 cond-mat.mtrl-sci
1D exciton band and exciton-phonon interaction in a single polymer chain
用显微光致发光方法研究了孤立的聚丁二炔高分子链在其单体基质中的激子发光。这些链表现为理想的1D激子系统，预期的1/sqrt{E}态密度在5和50 K之间。的均匀宽度的温度依赖性定量解释的相互作用与纵向声学声子的晶体中的温度范围内探索。
2002-09-09 cond-mat.mtrl-sci
Influence of photoexcitation depth on luminescence spectra of bulk GaAs single crystals: application to defect structure characterization
体GaAs光致发光的调查结果，提出了从近表面层的不同厚度的用于激发的光的波长接近，但一些大于激子吸收共振（所谓的“体”光激发）。只有激子和带边发光下看到的带间激发，而在“体”激发下，光谱是更多的信息。在本工作中研究的所有样品的带间激发光谱几乎是相同的，而体激发PL光谱是不同的样品和激发深度，并提供信息的深层次点缺陷组成的散装材料。
2011-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Coupling of excitons and defect states in boron-nitride nanostructures
用多体微扰理论研究了六方氮化硼（BN）的缺陷光谱特征。单个BN片用作不同层状BN纳米结构和晶体的模型。在片中，我们嵌入典型的缺陷，如替代杂质，孤立的硼和氮空位，和双空位。深缺陷能级和扩展态之间的过渡产生的特征激发带，应负责发光实验中观察到的约4 eV的发射带。此外，缺陷束缚激子的发生，始终在我们的从头算方法处理的“自由”激子。对于高浓度的缺陷，束缚激子和自由激子的共存在主激子峰上增加了子结构，并解释了阴极和光致发光谱中相应的特征。
2011-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Luminescence of a ZnO:Ga Crystal upon Excitation in Vacuum UV Region
本文研究了ZnO：Ga单晶在真空紫外区激发时的光谱动力学特性。在8 K的温度下，激子发光线峰值在3.356 eV处，具有非常小的半宽度（7.2 meV）和很短的衰减时间（360 ps）。在可见光范围内，观察到一个宽的发光带，峰值为~2.1 eV，在8 K下具有长的发光时间，在300 K下的衰减时间在纳秒范围内。在4 ~ 12.5eV范围内测量了ZnO：Ga的发光激发谱
2010-09-07 cond-mat.mtrl-sci nucl-ex
Influence of Photoexcitation Depth on Luminescence Spectra of Bulk GaAs Single Crystals and Defect Structure Characterization
体GaAs光致发光的研究结果是从不同厚度的近表面层，用于激发光的波长接近，但一些大于激子吸收共振（所谓的体光激发）。在带间激发下，只观察到激子和带边发光，而在体激发下，光谱信息更多。在本工作中研究的所有样品的带间激发光谱几乎是相同的，而体激发PL光谱是不同的样品和激发深度，并提供信息的深层次点缺陷组成的散装材料。
2011-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
In Situ Phase-Transition Crystallization of All-Inorganic Water-Resistant Exciton-Radiative Heteroepitaxial CsPbBr3-CsPb2Br5 Core-Shell Perovskite Nanocrystals
金属卤化物钙钛矿在暴露于湿气或热时的不稳定性严重阻碍了它们在光电子器件中的应用。在这里，我们报告了高产率的合成高耐水性的全无机绿色发光CsPbBr 3/CsPb 2Br 5核/壳异质纳米晶体（HNC）通过开发一个原位相变的方法。它是通过水驱动的相变的原始单斜晶系CsPbBr 3和所得的四重CsPb 2Br 5纳米壳具有小的晶格失配与CsPbBr 3核心，这确保了形成的外延界面所产生的CsPbBr 3/CsPb 2Br 5 HNC。这些HNC在水中浸泡11个月后几乎保持100%的原始发光强度，并且在100 °C下发光强度仅下降到81.3%。瞬态发光光谱和密度泛函理论计算结果表明，CsPbBr 3纳米壳层中存在双辐射复合通道，CsPb 2Br 5纳米壳层提供的电子势垒显著提高了激子复合速率.基于这些稳健的CsPbBr 3/CsPb 2Br 5 HNC实现了原型准白光发光器件，显示了它们在固态照明和宽色域显示方面的强大竞争力。
2021-06-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Comparison of Ce$^{3+}$ and Pr$^{3+}$ activators in alkaline-earth fluoride crystals
研究了Ce $^{3+}$或Pr $^{3+}$掺杂的CaF $_2$、SrF $_2$、BaF $_2$在真空紫外光子和X射线激发下的发射光谱以及在真空紫外区（6-13 eV）的激发和吸收光谱。激子能量的转移是Ce $^{3+}$在碱土氟化物中激发的主要通道。观察到三个不同的能量转移阶段。Pr $^{3+}$受两个过程激发，慢f-f发光受激子激发，快d-f发光受某些快过程激发。
2012-11-01 cond-mat.mtrl-sci
Emission and Excitation Spectra of ZnO:Ga and ZnO:Ga,N Ceramics
研究了单轴热压法制备的ZnO：Ga和ZnO：Ga，N陶瓷的光谱特性。在室温下，ZnO：Ga，N的发光光谱中，3.12eV的边带（激子）占主导地位，而在2.37eV处观察到一个宽的发光带，这可能是由于Zn空位引起的。在加热时，边缘带最大值向较低能量移动，并且带宽增加。外推的边缘带最大值在零温度下的位置，Em（0）= 3.367 +/- 0.005 eV，与薄氧化锌薄膜的数据一致。在3至6.5 eV范围内的发光激发光谱的报告和能量转移到激子和发光中心的机制被认为是。
2010-09-07 cond-mat.mtrl-sci nucl-ex
Exciton-phonon coupling in the UV absorption and emission spectra of bulk hexagonal boron nitride
我们提出了一个\textit{ab initio}方法来计算强激子效应下的声子辅助吸收和发射光谱。我们将该方法应用于具有间接带隙的块状六方氮化硼，并以其在UV范围内的强发光而闻名。我们首先分析了间接能隙波矢$\overline{q}$处的激子。这些激子与$\overline{q}$处的各种声子模式的耦合表示为原子的均方位移与光学响应函数相对于沿着声子本征矢量的原子位移的二阶导数的乘积。在与$\overline{q}$相当的超原胞中用有限差分格式数值计算了导数。我们使用细致平衡参数来获得发射和吸收过程之间的强度比。我们的结果解释了最近的发光实验，并揭示了激子-声子耦合通道负责的发射线。
2018-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Circularly Polarized Luminescence Without External Magnetic Fields from Individual CsPbBr3 Perovskite Quantum Dots
本文通过Stokes偏振测量研究单个CsPbBr3钙钛矿量子点的激子精细结构，发现其在无外部磁场下具有高达约38%的圆偏振发光，并在三重态流形内观察到从左旋到右旋圆偏振的一致转变，为手性量子光学提供了新见解。
2024-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Exciton Brightening in Monolayer Phosphorene via Dimensionality Modification
二维单层磷烯是一个含有准一维激子的二维体系，它为研究激子的降维动力学和基本的多体相互作用提供了一个独特的二维平台。然而，另一方面，准一维激子的性质可以限制发光量子产率显着。在这里，我们报告的激子增亮单层磷烯实现通过准一维到零维（0 D）的激子的维度修改，通过转移单层磷烯样品到缺陷丰富的氧化物衬底上沉积的等离子体增强化学气相沉积（PECVD）。由此产生的界面发光局域态导致激子局域化，并在~920 nm的新波长处触发有效的光子发射。在单层磷烯中，类0 D局域激子的发光量子产率至少是本征准1D自由激子的33.6倍。这主要是由于非辐射衰变率的降低和可能增强的辐射复合概率。由于捕获能量大，单层磷烯中局域激子的这种新光子发射可以在高温下观察到，这与过渡金属二硫属化物（TMD）半导体单层中缺陷诱导的光子发射形成鲜明对比，后者只能在低温下观察到。我们的研究结果为开发基于单层磷烯的新型光子器件引入了新的途径，例如可在高温下操作的近红外照明器件。更重要的是，具有准一维自由激子和类一维定域激子的二维磷烯为研究理想的二维-一维-一维杂化体系中的基本现象提供了一个独特的平台。
2016-02-02 cond-mat.mtrl-sci
Time-resolved spectroscopy of exciton states in single crystals, single crystalline films and powders of YAlO_3 and YAlO_3:Ce
本文研究了YAlO_3和YAlO_3：Ce的单晶、单晶薄膜、粉末和陶瓷在4.2-300 K、4-20 eV能量范围内的光激发和X射线激发下的发光特性。负责各种激子相关的发射和激发带的缺陷的起源和结构已经确定。YAlO_3 SCF的~ 5.6eV发射归因于自陷激子。在YAlO_3 SC中，主要的5.63 eV和4.12 eV发射分别归因于孤立的反位缺陷Y^{3+}_Al和与最近邻氧空位相关的Y^{3+}_{Al}缺陷上的激子。热刺激释放的电子，被困在这些缺陷，发生在200 K和280 K，分别。计算了与Y^{3+}_{Al}有关的各种缺陷的形成能。通过NMR测量确认了Y_{Al}反位点相关缺陷的存在。阐明了各种本征缺陷和杂质缺陷对Ce^{3+}心发光特性的影响。
2011-01-03 cond-mat.mtrl-sci
Monolayer WS$_2$ electro- and photo-luminescence enhancement by TFSI treatment
针对单层WS2电致发光器件量子效率极低的问题，通过TFSI超强酸处理，在室温下将器件的EL量子效率提升了一个数量级以上，并改变了激子辐射复合机制，为高效可调谐LMH-LEDs铺平了道路。
2023-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Luminescence and scintillation properties of CsI -- a potential cryogenic scintillator
碘化铯是一种被广泛研究的消毒剂。在这里，我们提出了X射线发光光谱，闪烁光输出和衰减曲线作为温度的函数，从室温下降到低于10 K。所观察到的本征发光的特征解释在辐射复合的上和偏离中心的STE。一个模型允许解释CsI的发光随温度变化的动力学。该模型包括绝热势能面（APES）与单重态和三重态的自陷激子（STE），并解释了发光光谱随温度的变化，作为重新分配的结果在人口和偏离中心STE之间。闪烁光产额的温度依赖性的昂萨格机制的框架进行了讨论。
2014-11-23 cond-mat.mtrl-sci nucl-ex physics.ins-det
Luminescence of the Cs2ZrCl6 under high pressure
本文首次在宽压力范围内研究Cs2ZrCl6晶体的发光与拉曼光谱，发现发光峰随压力蓝移并强烈猝灭，并用约5 GPa处间接-直接带隙转变及激子能级方案解释了该现象。
2024-12-28 cond-mat.mtrl-sci
Robust valley polarization of helium ion modified atomically thin MoS$_{2}$
原子级薄的半导体具有与使用电子/离子束光刻限定的未来光电子器件的临界特征尺寸相称的尺寸。它们的出射光学和谷电子特性的鲁棒性对于制造过程中使用的典型曝光剂量是必不可少的。在这里，我们探讨如何集中氦离子轰击影响的固有振动，发光和valleytronic原子薄的MoS $_{2}$的属性。通过探测与无序相关的振动响应，我们推导出缺陷间的距离，通过应用声子限制模型。我们发现，增加的缺陷间距离与无序相关的发光产生180毫电子伏以下的中性激子发射。我们进行从头计算密度泛函理论的各种缺陷相关的形态，这产生的第一个迹象上所观察到的额外的发光的起源。值得注意的是，没有观察到自由激子谷极化的显著降低，直到缺陷间距离接近几纳米，即自由激子玻尔半径的大小。我们的研究结果为使用聚焦氦离子直接写入亚10 nm纳米级谷电子器件和电路铺平了道路。
2018-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Excitonic and deep-level emission from N- and Al-polar homoepitaxial AlN grown by molecular beam epitaxy
本研究利用低温阴极荧光光谱分析了分子束外延生长的N极性和Al极性AlN层，发现其深能级发光受抑、常见施主缺失且自由激子发光增强，并直接提取了Γ5自由激子结合能。
2023-07-23 cond-mat.mtrl-sci
Temperature effects in luminescence of associated oxygen-carbon pairs in hexagonal boron nitride under direct optical excitation within 7-1100 K range
本文研究了六方氮化硼微晶粉在7 - 1100K范围内4.1eV的光致发光强度随温度的变化。所得结果已在基于杂质的缔合给体-受体对（ONCN）配合物的能级的能带模型内进行了分析。在T <200 K时的发光增强过程和两个独立的外部热激活猝灭通道是样品在直接（4.26 eV）激发下可观察到的典型发光机制。结果表明，在T> 220 K时，当直接激发时，样品的光致发光强度降低，这是由于ON中心的施主能级（122 meV）和CN中心的深受主能级（1420 meV）作为（ONCN）-络合物的一部分发生热电离过程。具有15毫电子伏的活化能的温度增强区域是由于一个绑定的Wannier-Mott激子的衰减，然后由相关的施主-受主对的激发转移。
2020-03-05 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Many-body effects in strongly-disordered III-nitride quantum wells: interplay between carrier localization and Coulomb interaction
安德森局域化和多体相互作用的联合影响被观察到在强无序III族氮化物量子阱的光学性质中，库仑相互作用和涨落势是具有类似幅度的显著效应的系统。介绍了一种数值方法来求解存在无序和库仑相互作用的6维耦合薛定谔方程，这是一个具有挑战性的数值任务。它准确地再现了在室温下测量的InGaN量子阱的吸收和发光动力学：吸收光谱揭示了一个加宽的激子峰的存在，和载流子寿命测量表明，发光偏离传统的双分子行为。这些结果揭示了发光是由局域化和库仑相互作用之间的相互作用，并提供了实用的见解，在现代发光二极管的物理。
2019-06-10 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Intervalence Charge Transfer Luminescence: Interplay between anomalous and 5d-4f emissions in Yb-doped fluorite-type crystals
本文报道了Yb ~（2+）-Yb ~（3+）混合价对掺杂的萤石中存在的价间电荷转移（IVCT）发光。我们发现，非常宽的频带，异常发射的Yb 2+掺杂的CaF 2和SrF 2，通常与杂质捕获激子，而是，IVCT发光与Yb 2 +-Yb 3+混合价对。它被双光子上转换机制非常有效地激发。IVCT垂直跃迁使对部分远离它们的平衡结构;这解释了发射带的出乎意料的大带宽和其低峰值能量，因为大的重组能量从正常发射中减去。从头IVCT能量图解释了Yb掺杂的CaF 2、SrF 2、BaF 2和SrCl 2的不同发光性质：在Yb掺杂的CaF 2和SrF 2中存在IVCT发光;在SrF 2中与常规5d-4f发射共存;在BaF 2和SrCl 2中不存在IVCT发光; BaF 2中所有发射的淬灭;以及在SrCl 2中存在SrF 2中不存在的额外5d-4f发射。它们还允许解释和再现最近的实验在Yb 2+掺杂CaF 2和SrF 2中的瞬态光致发光增强，在部分还原CaF 2：Yb 3+样品中的IR Yb 3+发射的激发光谱中的Yb 2 + 4f-5d吸收带的出现，并将在SrF 2：Yb 2+的迄今为止所谓的异常发射的激发光谱中观察到的宽带识别为IVCT吸收，其对应于Yb 2 + 4f 5/2 -> Yb 3 + 4f 7/2电子转移。
2014-11-20 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
