Aharonov-Bohm effect for excitons in a semiconductor quantum ring dressed by circularly polarized light
我们从理论上证明了在环状半导体纳米结构中，圆偏振光与激子的强耦合导致了环中激子顺时针和逆时针旋转的物理不等价性。因此，出现了与这些相反的旋转相对应的激子态的定态能量分裂。这种激子Aharonov-Bohm效应取决于圆偏振场的强度和频率，并且可以在最先进的光学实验中检测到。
2015-06-09 cond-mat.mes-hall
Tracking Dark Excitons with Exciton Polaritons in Semiconductor Microcavities
暗激子对于半导体中的各种过程具有根本重要性，但是由于它们与光场的弱相互作用而难以使用光学技术进行研究。我们揭示和表征暗激子注入的非共振脉冲激发在半导体微腔结构包含InGaAs/GaAs量子阱通过监测它们的相互作用与明亮的低极化激元模式。我们发现一个令人惊讶的长暗激子寿命超过20纳秒，这是比两个连续脉冲之间的时间延迟。这就产生了一种记忆效应，我们可以通过时间分辨传输信号的变化清楚地观察到这种效应。我们提出了一个速率方程模型，提供了一个定量的协议与实验数据。
2019-02-13 cond-mat.mes-hall
Bosonization Theory of Excitons in One-dimensional Narrow Gap Semiconductors
利用玻色化方法研究了一维窄禁带半导体中的激子反交叉量子霍尔边态。激子态的研究映射到一个不可积的sine-Gordon型模型的问题。我们还发现，多体相互作用导致的带隙的强烈增强。我们已经估计了激子不稳定性可能发生的时间。
2001-02-28 cond-mat.mes-hall
Excitonic relaxation and transfer in semiconductor nanocrystals
讨论了半导体纳米晶体中发生的一些基本辐射和非辐射过程，并计算了这些过程的速率。特别是，在本综述中，我们探讨了两个晶粒内的过程，如光子发射，俄歇复合，声子辅助激子弛豫，捕获表面缺陷，多激子产生，和晶粒间的过程中实现的激子迁移在合奏的纳米晶体。激子跃迁，创建，并伴随着光子和（或）声子发射或吸收的湮灭被认为是从他们的角度对纳米晶体的光学性质的影响。
2020-01-15 cond-mat.mes-hall
Lateral spatial switching of excitons using vertical electric fields in semiconductor quantum rings
利用路径积分量子蒙特卡罗模拟研究了半导体量子环中激子复合物对垂直电场的响应。垂直施加的场和具有强相关激子复合物的环的压电场的相互作用在环内的两个不同的横向位置之间切换激子。这种控制应通过极化率和偶极测量观察到的，并且，对于双激子，超出正常斯塔克位移的能量位移。
2010-07-22 cond-mat.mes-hall
Optical near-field mapping of excitons and biexcitons in naturally occurring semiconductor quantum dots
我们计算了半导体量子点中的激子和双激子的近场光谱自然发生在GaAs基量子阱中的界面波动，使用的响应函数的空间调制的电-磁场的非局部描述。最低的，远场禁止激子态的相对强度进行预测，地面双激子状态的空间扩展被发现与最近发表的实验。
2004-03-19 cond-mat.mes-hall
Analysis of the exciton-exciton interaction in semiconductor quantum wells
研究了准二维量子结构中激子-激子相互作用。一个玻色化方案，包括全自旋结构。为了产生有效相互作用势，改进了Hartree-Fock和Heitler-London方法，采用了包含范德华效应的全双激子计算。利用这些势研究了双层体系中双激子的形成。对于耦合量子阱，计算了两体散射矩阵，并给出了激子密度与蓝移之间的修正关系。这种关系对于在实验中测量激子密度至关重要，而实验为激子的玻色-爱因斯坦凝聚铺平了道路。
2008-07-23 cond-mat.mes-hall
Two-Dimensional Optical Spectroscopy of Excitons in Semiconductor Quantum Wells: Liouville-space pathway analysis
我们演示了如何动态关联的重空穴和轻空穴激子在半导体量子阱中可以通过二维相关光谱（2DCS）的研究。三个飞秒光脉冲的相干响应预测产生交叉（非对角）峰，包含多体两激子关联的直接签名。比较在各个相位匹配方向上产生的信号。
2007-01-17 cond-mat.mes-hall
Semiclassical theory of excitonic polaritons in a planar semiconductor microcavity
我们提出了一个全面的理论描述量子阱激子极化激元嵌入在一个平面半导体微腔。量子阱激子的精确非局域介电响应被详细处理。考虑了量子阱中空穴子带的4-旋量结构，包括明显的能带混合效应。该方案是独立的，可以用来处理不同的半经典方面的微腔性能。作为一个例子，我们分析了不同激子的激子-腔模耦合的“选择”规则。
1999-11-23 cond-mat.mes-hall
Dynamic exciton funneling by local strain control in a monolayer semiconductor
本文提出利用纳米探针施加局部应变梯度动态调控悬浮二维半导体带隙，实现激子能量可逆移动和微米尺度激子通量引导，为信息处理与能量转换开辟新应用。
2019-06-24 cond-mat.mes-hall
All-optical control of excitons in semiconductor quantum wells
应用Floquet理论，我们发展了用高频电磁场控制半导体量子阱激子性质的方法。结果表明，特别是，电场诱导量子阱激子发射的蓝移和相应的谱线的宽度变窄。因此，场强烈地改变量子阱的光学性质，并且因此可以用于调谐基于量子阱的光电子器件的特性。
2022-04-02 cond-mat.mes-hall
Theory of exciton fine structure in semiconductor quantum dots: quantum dot anisotropy and lateral electric field
介绍了半导体量子点中激子精细结构的理论及其与量子点各向异性和外横向电场的关系。在k*p有效质量近似下，导出了包含长程电子-空穴交换作用的有效激子哈密顿量。交换矩阵元素的哈密顿量明确表示在电子和空穴的包络函数。负责的矩阵元素的“明亮”激子分裂的识别和分析。分析了具有准二维各向异性谐振子（2DLAHO）限制势的模型量子点的激子精细结构随形状各向异性、尺寸和外加横向电场的变化.
2009-10-22 cond-mat.mes-hall
Impact of exciton-phonon and exciton-magnon interaction on transport in anisotropic 2D magnetic semiconductors
Philipps-Universität Marburg（马尔堡菲利普斯大学）；mar.quest—Marburg Center for Quantum Materials and Sustainable Technologies（mar.quest——马尔堡量子材料与可持续技术中心）；University of Münster（明斯特大学）
本文发展微观多体理论，揭示CrSBr中激子-声子和激子-磁子相互作用的各向异性散射导致方向依赖的扩散系数，并识别出单声子与双磁子散射的温度特征，为磁性范德华半导体激子输运提供理论框架。
2026-09-21 cond-mat.mes-hall
Exciton optics, dynamics and transport in atomically thin semiconductors
原子薄的半导体，如过渡金属二硫属化物（TMD）单层表现出非常强的库仑相互作用，从而产生丰富的激子景观。这使得这些材料对于高效和可调谐的光电子器件具有高度吸引力。在这篇文章中，我们回顾了激子光学，动力学和输运的理解，至关重要的管理TMD为基础的设备的操作的最新进展。我们强调的影响hBN封装，这揭示了过多的许多粒子状态的光谱，我们概述了激子极化激元领域的最新突破。此外，我们强调直接观察激子的形成和热化在TMD单层和异质结在最近的时间分辨ARPES研究。我们还讨论了激子密度、应变和介电环境对激子扩散和散射的影响。最后，提出了原子级薄半导体材料今后的研究方向。
2022-09-20 cond-mat.mes-hall
Faraday rotation in photoexcited semiconductors: an excitonic many-body effect
这封信将光激发半导体中的法拉第旋转归因于"泡利相互作用“，即\emph{i}。\emph{e} .，在样品中存在的实激子和耦合到线性偏振光的$σ_{\pm}$部分的虚激子之间进行载流子交换。虽然\emph{direct Coulomb}相互作用将亮激子散射成亮激子，但无论它们的自旋是什么，\emph{Pauli}相互作用都是针对亮激子\emph{with same spin only}。这使得这些泡利相互作用完全负责折射率差异，这来自于其中创建的虚拟激子和重组的虚拟激子与不同载流子形成的过程。为了用光子失谐和激子密度来描述这种差异，我们使用了我们新的相互作用激子的多体理论。它的多臂“湿婆”图为$N$身体交换使透明的物理参与的各种条款。这项工作还表明了法拉第旋转和激子光学斯塔克效应之间存在的有趣的联系。
2005-05-31 cond-mat.mes-hall
Harnessing Exciton-Exciton Annihilation in Two-Dimensional Semiconductors
二维半导体中强的多体相互作用导致激子-激子湮灭。预计该过程将导致产生未结合的高能载流子。在这里，我们报告了一个非常规的光响应的范德华异质结器件产生有效的EEA。我们的异质结构，这是由单层过渡金属二硫属化物（TMD），六方氮化硼（hBN），和几层石墨烯，表现出光电流时，光激发载流子具有足够的能量，以克服高能势垒的hBN。有趣的是，我们发现，该设备具有适度的光电流量子效率，即使当半导体TMD层在其地面激子共振激发，尽管高激子结合能和大的传输势垒。使用从头计算，我们表明，EEA产生高能量的电子和空穴与不均匀分布的能量取决于散射条件。我们的研究结果突出了EEA在确定二维半导体光电子器件的光响应中的主导作用。
2020-04-18 cond-mat.mes-hall
Probing the Nanoscale Excitonic Landscape and Quantum Confinement of Excitons in Gated Monolayer Semiconductors
本研究利用阴极发光光谱探测静电栅控单层 $WS_2$，分辨栅控与非栅控区域间的同质结，并发现电子束与栅场共同诱导的非传统掺杂所形成的激子限制通道。
2025-08-30 cond-mat.mes-hall
Exciton-Scattering-Induced Dephasing in Two-Dimensional Semiconductors
单层过渡金属二硫属化物中增强的库仑相互作用导致紧密束缚的电子-空穴对（激子），其主导其线性和非线性光学响应。后者包括漂白、能量重整化和高阶库仑相关效应，如双激子和激发诱导退相（EID）。虽然前三个被广泛研究，但到目前为止，激子主导的半导体中的EID没有理论基础。在这项研究中，我们提出了基于激子海森堡运动方程的微观计算，并确定光泵激子激子散射连续体的耦合作为主要的机制，负责光功率相关的线宽展宽（EID）和边带的形成。执行时间，动量和能量分辨模拟，我们定量评估EID最常见的单层过渡金属dichalcogenides，并找到一个很好的协议与最近的实验。
2020-06-24 cond-mat.mes-hall
Exciton condensation in semiconductor quantum wells in nonuniform electric field
研究了在金属电极上有圆形窗口的情况下，在横向电场作用下半导体双量子阱中激子密度分布的结构现象。结果表明，存在激子凝聚相，激子凝聚相的自由能可用唯象朗道模型描述。对于激子密度的测定，传统的相变理论被用于有限的激子寿命的情况下产生的，存在的泵浦和非均匀性的系统。结果表明，在高激子密度下，出现了不同类型的结构：周期性分布的激子凝聚相岛或凝聚相环。分析了泵浦、窗口尺寸和温度对结构性能的影响。所得结果与实验数据吻合较好。
2007-02-16 cond-mat.mes-hall
Majorana excitons in a Kitaev chain of semiconductor quantum dots in a nanowire
本文提出Majorana激子理论，研究光激发电子-空穴对与纳米线量子点Kitaev链中Majorana费米子的相互作用，并通过解析与精确对角化方法在吸收光谱中证实Majorana零模的存在。
2023-06-30 cond-mat.mes-hall
Exciton spectrum in multi-shell hexagonal semiconductor nanotube
在有效质量近似和矩形势近似下，利用有效势方法，发展了多壳层六角半导体纳米管中激子谱的理论。结果表明，所有状态的激子结合能非单调地依赖于内导线直径，接近几个最小和最大的幅度。理论结果很好地解释了GaAs/ Al_{0.4} Ga_{0.6} As纳米管发光峰的实验位置。
2012-10-08 cond-mat.mes-hall
Floquet engineering of excitons in semiconductor quantum dots
在周期性驱动量子系统的Floquet理论中，我们证明了高频电磁场可以作为控制半导体量子点（QD）激子性质的有效工具。它示出，特别是，该领域都降低了激子结合能和动态稳定的激子，增加其辐射寿命。所发展的理论可以作为超快方法的基础，通过高频场调谐基于量子点的光子发射器的光谱特性。
2022-04-13 cond-mat.mes-hall
Breakdown of the static approximation for free carrier screening of excitons in monolayer semiconductors
本文研究了二维单层半导体中激子态的自由载流子屏蔽问题。基本的理论考虑的适用性，常用的静态近似的屏蔽效果和影响进行了讨论。我们发现，低频模型导致一个重大的高估的自由载流子响应，并不足以描述单层材料中的强束缚激子的筛选。所提出的论点与现有的高层次多体理论是一致的，并透明地说明了潜在的物理。
2018-07-23 cond-mat.mes-hall
Magnetic field tuning of exciton polaritons in a semiconductor microcavity
详细研究了半导体微腔中磁场对激子-极化激元的影响。磁场可以用作激子和光子共振的调谐参数。讨论了磁致失谐引起的激子能量、振子强度的变化以及极化激元密度沿色散曲线的重新分布。我们已经观察到，场致收缩的激子波函数有一个直接的影响，不仅对激子振子的强度，这是观察到增加与磁场，但也对极化激元线宽。我们讨论了塞曼分裂对极化激元的影响，极化激元的大小随激子Hopfield系数的变化而变化，并且可以用激子的两个自旋分量与腔光子的独立耦合来模拟。
2014-11-28 cond-mat.mes-hall
Exciton spin relaxation in single semiconductor quantum dots
研究了非对称单量子点中激子自旋的弛豫（纵向弛豫时间$T_{1}$），这是由于短程交换作用和声学声子形变的相互作用引起的。计算的弛豫速率强烈依赖于点的大小，磁场和温度。对于典型的量子点和低于100 K的温度，零磁场弛豫时间是长的激子寿命相比，但他们强烈减少高磁场。本文详细讨论了基于（In，Ga）As和（Cd，Zn）Se半导体化合物的量子点。
2003-04-23 cond-mat.mes-hall
Visualization of dark excitons in semiconductor monolayers for high-sensitivity strain sensing
过渡金属二硫属化物（TMD）是具有半导体相的层状材料，其具有许多有利的光电性质，包括紧密结合的激子和自旋谷锁定。在基于钨的TMD中，自旋和动量禁戒跃迁产生暗激子，暗激子通常是光学不可接近的，但代表系统的最低激子态。暗激子可以深刻地影响亮激子的输运、动力学和相干性，从而阻碍器件性能。因此，至关重要的是创造条件，使这些激子态可以可视化和控制。在这里，我们表明，WS2中的压缩应变使声子散射的光激发电子之间的动量谷，增强形成的黑暗谷间激子。我们发现，动量禁戒激子的发射和光谱特性是可访问的，并强烈依赖于修改能带排列的局部应变环境。这种机制被进一步用于二维半导体中的应变传感，揭示了超过10^4的规范因子。
2022-03-10 cond-mat.mes-hall
Binding energy of negatively charged exciton in a semiconductor quantum well: the role of interface defects
提出了一个考虑界面缺陷对GaAs/Al $_{0.3}$ Ga $_{0.7}$ As量子阱中带电激子结合能影响的模型.用变分法计算了束缚能增益和激子尺寸对量子阱宽度的依赖关系。我们表明，trion是更敏感的界面缺陷比激子。
2001-09-26 cond-mat.mes-hall
Exciton physics and device application of two-dimensional transition metal dichalcogenide semiconductors
二维VI族过渡金属二硫属化物半导体，如MoS 2、WSe 2等，在红外和可见光谱范围内表现出强的光-物质耦合，并具有直接带隙，使它们成为光学和光电子学中各种应用的潜在候选者。在这里，我们回顾了它们的光学和光电性能，重点是激子物理和器件。由于激子在这些材料中紧密结合，即使在室温下也主导着光学响应，因此本文的第一部分深入研究了它们的性质。我们讨论了非常多才多艺的激子景观，包括明亮，黑暗，本地化和层间激子。在第二部分中，我们概述了光电子器件应用的进展，如电驱动光发射器，光伏太阳能电池，光电探测器和光谷电子器件，再次铭记激子效应的突出作用。最后，我们简要讨论了仍然需要解决的挑战，以充分利用过渡金属二硫属化物半导体在可能的激子为基础的应用的潜力。
2019-03-07 cond-mat.mes-hall
Fine structure of the exciton electroabsorption in semiconductor superlattices
研究了周期远小于二维激子玻尔半径的半导体层状超晶格（SL）中的Wannier-Mott激子在平行于SL轴的纵向直流电场作用下的行为.在紧束缚近似和绝热近似下导出了激子态和光吸收系数。研究了强、弱电场分别提供空间局域和扩展的电子和空穴态。给出了激子态和激子吸收谱对SL参数和电场强度的依赖关系。我们重点研究了由一系列相邻的能级组成的准二维激子基态能级的精细结构。这些能级与由面内激子态形成的势所支配的相对激子纵向运动的慢速度有关。结果表明，外加电场压缩了精细结构能级，降低了相应的光学峰强度，提高了激子结合能。讨论了激子电吸收精细结构的一种可能的实验研究。
2016-06-18 cond-mat.mes-hall
A complete architecture of integrated photonic circuits based on AND and NOT logic gates of exciton-polaritons in semiconductor microcavities
在这封信中，我们介绍了一个完整的光子逻辑门结构，利用半导体微腔中激子极化激元的非线性和自旋电子学特性。这种混合光物质设计是高度紧凑的，并提供了预期的光子电路的优点，包括：没有距离相关的损失或信号梯度;电气隔离和抗电磁干扰;减少错误检查开销;和直接耦合到外部光，用于光纤通信。
2013-05-02 cond-mat.mes-hall
Non-circular semiconductor nanorings of type I and II: Emission kinetics in the exciton Aharonov-Bohm effect
研究了I型和II型半导体纳米环中激子的跃迁能和振子强度随磁场的变化。与II型纳米环的圆形（同心）形状的轻微偏离给出了Aharonov-Bohm振荡的更好的可观察性，因为基态总是光学活性的。动力学方程的激子占领解决声学声子散射作为主要的弛豫过程，和吸收和发光光谱计算显示偏离平衡。非辐射激子衰减的存在导致了与磁场的集成光致发光的淬灭。
2007-09-17 cond-mat.mes-hall
Role of excited states in the dynamics of excitons and their spins in diluted magnetic semiconductors
从理论上研究了稀磁半导体量子阱中激子基态动力学过程中激发态的变化。利用这些材料中的巨大塞曼位移，外部磁场被用来使激子基态和激发态之间的跃迁接近共振。事实证明，当根据超越马尔可夫近似的量子动力学理论来处理激子动力学时，更高的激子状态已经被填充到远低于使激子基态共振到激发态所需的临界磁场。这种行为是解释激子杂质的相关性，可以桥接能量差的顺序上的几个meV，并需要一个量子动力学的描述超出了独立的粒子图片。特别令人感兴趣的是显着的自旋转移到光学暗$2p$激子抛物线上的状态，这是保护免受辐射衰变。
2019-05-30 cond-mat.mes-hall
Exciton-polarons in doped semiconductors in a strong magnetic field
在以前的工作中，我们认为，中度掺杂的二维半导体的光学性质可以描述的激子通过它们与一个简并的费米海的额外的载流子的相互作用打扮。这些相互作用将裸激子分裂成吸引和排斥激子-极化子分支。耦合系统的集体激发是束缚态和单电子与激子相互作用的非束缚态的多体推广。在这篇文章中，我们考虑激子极化子在存在一个外部磁场，量子化的动能的费米海中的电子。我们的理论方法是基于转换到新的基础上，尊重潜在的对称性的磁翻译。我们发现，有吸引力的激子极化子分支的磁场的影响很弱，而排斥分支表现出磁振荡和分裂成离散的峰，反映组合激子回旋共振。
2018-04-09 cond-mat.mes-hall
Multiorbital exciton formation in an organic semiconductor
本研究结合飞秒光发射轨道层析成像与多体微扰理论，实验揭示C$_{60}$中激子的多轨道电子-空穴相干贡献，并解析其局域化、电荷转移及超快形成弛豫动力学。
2023-03-24 cond-mat.mes-hall
Modelling excitonic Mott transitions in two-dimensional semiconductors
我们分析了影响二维半导体光学性质的多粒子关联。这些关联通过特定的光学共振，如激子，trions等，从一般的电子-空穴哈密顿量和采用微观海森堡运动方程的微分方程可以得到无限的层次。为了解耦的系统，我们解决的集群扩展技术，它提供了一个经常性的程序，一致的会计多粒子相关贡献到带间极化动力学。特别是，部分考虑到三粒子的相关性修改的吸收光谱的行为与激子的出现一个trion样峰。与许多其他方法相比，所提出的一个允许我们模拟的光学响应的2D半导体的制度时，费米能量的顺序的激子和trion结合能，从而使我们能够严格建模的激子莫特过渡的发病，该制度最近正在研究各种2D半导体，如过渡金属dichalcogenides。
2021-03-12 cond-mat.mes-hall
Interface excitons at lateral heterojunctions in monolayer semiconductors
我们研究了单层过渡金属二硫属化物（TMD）的横向II型异质结的界面激子，其中电子和空穴更喜欢留在结的互补侧。我们发现，虽然一维界面激子的有效半径（电子-空穴间距）远大于二维激子，但一维界面激子具有与二维激子相同数量级的巨大结合能。结合能、激子半径和光学偶极子强烈地依赖于结处的能带偏移。研究了电子-空穴库仑交换作用引起的谷间耦合和封闭三角形界面的量子限制效应。小三角形实现了对激子的一维量子点限制，当三角形尺寸变化时，我们发现激子从非简并基态到简并态的跃迁。我们的研究结果将有助于实现基于单层半导体横向异质结结构的光电子器件。
2018-07-25 cond-mat.mes-hall
Electrical control of optical orientation of neutral and negatively charged excitons in n-type semiconductor quantum well
我们报道了一个巨大的电场引起的n型GaAs/AlGaAs量子阱中激子自旋取向的增加。它与光致发光光谱中带负电荷的激子（trions）的形成密切相关。在中性重空穴激子的共振激发下，激子和trion的极化随着在PL光谱中的窄激子-trion偏置跃迁内的电子的电注入而显著增加，这意味着每伏特200%的极化灵敏度。这种效应是由包含驻留电子的量子阱界面波动（所谓的“自然”量子点）非常有效地捕获中性激子引起的。
2006-09-14 cond-mat.mes-hall
Electrically tuneable exciton energy exchange between spatially separated 2-dimensional semiconductors in a microcavity
电控制激子之间的能量交换介导的腔极化激元在室温下进行了演示。基于WS $_2$和MoS $_2$单层的空间分离的场效应晶体管被放置在可调谐的法布里-珀罗微腔中。该器件是专门设计用于激子极化激元的形成，结合两个激子物种和一个可调谐的腔模式。它进一步表明，WS $_2$膜中的自由载流子密度的调谐导致拉比分裂的强烈调制，修改激子和激子-极化激元的光子性质。极化激元器件的电控制可以导致使用可切换的量子态的技术应用。
2019-05-29 cond-mat.mes-hall
Valley-selective exciton bistability in a suspended monolayer semiconductor
我们证明了强大的功率和波长依赖的光学双稳态WSe 2的激子共振附近的完全悬浮单分子膜。在强度为10^3 W/cm ^2的连续波光激发下实现了双稳态。所观察到的双稳态是源于光热机制，它提供了光学非线性和被动反馈，光学双稳态的两个基本要素。在有限的磁场下，激子双稳性变得依赖于螺旋度，这使得光的可重复开关纯粹由其偏振。
2018-03-12 cond-mat.mes-hall
Partially confined excitons in semiconductor nanocrystals with a finite size dielectric interface
研究了有限势垒和量子点与基体间介电失配对半导体量子点激子性质的综合影响。为了避免非物理发散的自极化能量，这是最简单的和广泛采用的阶梯状模型的电介质界面，我们提出了一个现实的（有限大小）光滑的轮廓的电介质界面。我们已经发现，激子的结合能可以高于相应的一个完全限制无限的障碍或基本上为零的点大小取决于厚度的介电界面的宽范围内。
1999-09-01 cond-mat.mes-hall
Singlet exciton optics and phonon-mediated dynamics in oligoacene semiconductor crystals
有机半导体晶体作为实现光电应用的高效、廉价和多样化的平台而脱颖而出。这些晶体的光学响应是由激子物理学的丰富织锦。到目前为止，人们对这类材料中声子驱动的单重态激子动力学知之甚少。在这个联合的理论实验工作中，我们结合了高品质的oligacene半导体晶体的制造和表征，通过光致发光测量与一个复杂的方法，在这些晶体的微观建模。这使我们能够研究单重态激子光学和动力学。我们预测并五苯晶体中的声子瓶颈效应，在那里我们发现暗激子作为关键的声子介导的弛豫散射通道。虽然在并五苯晶体中的有效的单线态裂变阻碍了这种瓶颈效应的实验观察，我们在理论和实验中揭示了一个独特的偏振和温度依赖性的吸收和光致发光光谱的并四苯晶体，包括微观起源的激子线宽，较高的Davydov状态的激活在大的温度下，和偏振相关的特定激子共振淬灭。我们的联合理论和实验研究代表了一个显着的进步，在微观理解的单重态激子光学和动力学的寡并苯晶体。
2022-09-12 cond-mat.mes-hall
Exciton-polaritons of a 2D semiconductor layer in a cylindrical microcavity
我们描述了激子极化激元模式之间的相互作用形成的二维层的过渡金属二硫族化物嵌入在一个圆柱形的微腔和微腔光子。为此，激子磁化率的半导体磁盘放置在垂直于微腔的轴的对称平面的表达式推导。半经典理论提供了极化子模式的色散关系，而量子力学处理的简化模型产生的Hopfield系数，测量耦合模式中激子-光子混合的程度。以单层MoS 2嵌入Si 3 N4柱为例，计算了态密度及其在光子子空间和激子子空间的投影.计算结果表明，一个强大的增强，对于某些频率，的总的和局部DOS（Purcell效应）所造成的二维层的存在。
2019-12-02 cond-mat.mes-hall
Exciton-Coupled Coherent Magnons in a 2D Semiconductor
二维（2D）磁性半导体的特征在于具有大振子强度的紧密束缚激子和由于带隙和空间限制的存在而潜在地长寿命的相干磁振子。虽然磁振子和激子在能量上失配了几个数量级，但它们的耦合可以导致对自旋信息的有效光学访问。在这里，我们报告强磁振子激子耦合在二维范德华（vdW）反铁磁（AFM）半导体CrSBr。由上述间隙激发发射的相干磁振子调制层间杂化，这导致激子能量的动态调制。时间分辨激子传感揭示了磁振子可以相干地行进超过7微米，相干时间超过5纳秒。我们观察到这种激子耦合相干磁振子在偶数和奇数层，有和没有补偿磁化，双层极限。考虑到vdW异质结构的多功能性，这些相干2D磁振子可能是光学可访问磁振子和量子互连的基础。
2022-04-27 cond-mat.mes-hall
Theory of exciton dynamics in time-resolved ARPES: intra- and intervalley scattering in two-dimensional semiconductors
时间和角度分辨光电子能谱（trARPES）是一种直接测量动量空间中超快电子动力学的强有力的光谱方法。然而，具有特别强的库仑相互作用的带隙材料，如单层过渡金属镧系元素化物（TMDC），表现出紧密束缚的激子，这决定了它们的光学性质。这就提出了一个问题，即激子，特别是它们的形成和弛豫动力学，是否可以在光电发射中检测到。在这里，我们开发了一个完整的微观理论的时间动力学的激子的时间和角度分辨的光电发射，特别关注声子介导的热化的光激发激子动量禁止暗激子状态。我们发现，trARPES是能够探测整个布里渊区的超快激子的形成和弛豫。
2019-12-06 cond-mat.mes-hall
Extrinsic localized excitons in patterned 2D semiconductors
我们证明了一个新的局域激子态在图案化单层二维半导体。这种状态与晶格无序无关，而是外在的，即来自材料表面上的外部分子。与该状态相关的激子的签名在几个2D半导体的电子束曝光后的光致发光光谱中观察到。局域化状态，这是由非线性功率依赖性的区别，生存到室温下，是可图案化到20 nm的分辨率。我们通过多种显微镜、光谱和计算技术探测新激子对电子能量变化、纳米机械清洁和封装的响应。所有这些方法都表明，该状态并不像通常假设的那样起源于辐照引起的结构缺陷或空间非均匀应变。相反，我们表明，它是外在的，可能是与沉积到2D半导体上的有机物质相关的电荷转移激子。通过证明局域激子的形成不需要结构缺陷，我们的工作为进一步理解这些状态并将其用于化学传感和量子技术开辟了新的可能性。
2022-03-29 cond-mat.mes-hall
Excitonic theory of doping-dependent optical response in atomically thin semiconductors
原子薄的半导体中的光激发激子与剩余掺杂密度的相互作用导致多体效应，该多体效应通过外部栅极电压连续可调。在这里，我们开发了一个完全微观的理论来描述掺杂依赖于原子薄的过渡金属二硫属化物的激子性质的操纵。特别是，我们建立了一个对角化方法的薛定谔方程的特点与费米海掺杂剂的虚激子的相互作用。求解这个多体薛定谔方程提供了对三子以及散射态的连续性的访问。耦合激子，trions和散射连续体的动力学随后由海森堡运动方程描述，包括平均场贡献和相关效应，由于激子与trions和散射连续态的相互作用。我们的计算接近带边的光激发揭示了掺杂的激子共振的影响，结合同时识别不仅地面，但也激发，状态trion共振。
2022-01-06 cond-mat.mes-hall
Excitonic effects in two-dimensional semiconductors: Path integral Monte Carlo approach
新型2D半导体最显著的特征之一（例如，过渡金属二硫属化物单层或磷烯）是载流子之间的强库仑相互作用，导致大的激子效应。特别地，这导致在光激发时形成多载流子结合态（例如，激子、三激子和双激子），其可以在近室温下保持稳定并且显著地有助于这种材料的光学性质。本文采用路径积分蒙特卡罗方法对二维半导体中多载流子束缚态的性质进行了数值研究。具体来说，我们已经准确地调查和制表的依赖性的单激子，trion和双激子的结合能的电介质屏蔽的强度，包括非常强和非常弱的屏蔽的极限情况。这项工作的结果是潜在的有用的实验数据分析和基准的理论和计算模型。
2015-10-30 cond-mat.mes-hall
Fine structure of the exciton absorption in semiconductor superlattices in crossed electric and magnetic fields
本文用解析法确定了半导体超晶格在电场和磁场交叉作用下的激子吸收系数，其中磁场平行于超晶格轴，电场垂直于超晶格轴。我们的研究适用于磁长度的情况下，而远小于激子玻尔半径，大大超过超晶格周期。超晶格中的光吸收表现出与激子束缚态序列相关的光谱精细结构，激子束缚态的能量与磁场中载流子的朗道能量相邻。我们研究了外场和质心激子运动对精细结构峰位和振子强度的影响。特别是，我们发现，反转的外部场的取向和平面内的总激子动量显着影响的吸收光谱。讨论了实验观测激子吸收的条件。
2018-10-25 cond-mat.mes-hall
Electronic bandgap and exciton binding energy of layered semiconductor TiS3
我们提出了一个层状TiS 3，几乎未开发的半导体，最近引起了人们的注意，因为它的大载流子迁移率和面内各向异性特性的电子和光学带隙的研究，以确定其激子结合能。我们结合扫描隧道光谱和光电化学测量与随机相位近似和Bethe-Salpeter方程计算，以获得电子和光学带隙，从而激子结合能。我们发现的电子带隙，光学带隙和激子结合能的实验值为1.2 eV，1.07 eV和130 meV，分别为1.15 eV，1.05 eV和100 meV的相应的理论结果。激子结合能的数量级大于常见的半导体和可比散装过渡金属二硫属化物，使TiS 3带的光电应用和研究激子现象，即使在室温下非常有趣的材料。
2015-09-21 cond-mat.mes-hall
Theory of In-Plane-Magnetic-Field-Dependent Excitonic Spectra in Atomically Thin Semiconductors
Technische Universität Berlin（柏林工业大学）；University of Münster（明斯特大学）；Justus-Liebig-Universität Gießen（吉森大学）
本研究提出在原子薄半导体中，平面磁场通过诱导自旋明亮与暗态激子跃迁的混合，导致自旋暗态激子明亮化，并揭示了其光谱特征的复杂相互作用。
2026-02-13 cond-mat.mes-hall
Exciton diffusion and halo effects in monolayer semiconductors
我们直接监测激子在独立和SiO2支持的WS 2单分子膜在环境条件下通过空间和时间分辨的微光致发光的传播。我们发现高度非线性行为的特征，激子发射和有效扩散系数从0.3增加到超过30厘米2/秒的空间分布的定性变化，这取决于注入的激子密度。解决扩散方程，同时占俄歇复合使我们能够识别和定量地了解所观察到的扩散系数增加的主要来源。在高激发密度下，激子的初始高斯分布演变成具有微米级直径的长寿命晕形状，表明激子动力学中的额外记忆效应。
2018-05-20 cond-mat.mes-hall
Emission spectrum of a dressed exciton-biexciton complex in a semiconductor quantum dot
单个量子点的光致发光光谱被记录为二次共振激光，其光学修整真空到激子或激子到双激子跃迁。利用扫描法布里-珀罗干涉仪对非对称量子点中的线偏振精细结构态进行了高分辨率的偏振分辨测量，揭示了非简并线偏振精细结构态的分裂。这些分裂表现为三重态或二重态，并敏感地依赖于激光强度和失谐量。我们的方法实现了发射中的多激子系统的完全共振控制，该系统可以是脉冲的或连续波的，并且提供了对所发射的光子的直接访问。
2008-07-01 cond-mat.mes-hall
Dielectric confinement of excitons in type-I and type-II semiconductor nanorods
我们从理论上研究了介电环境对CdSe和CdTe/CdSe/CdTe纳米棒激子基态的影响。我们发现，绝缘环境增强激子复合率和蓝移的发射峰几十毫电子伏。这些效应对于II型纳米棒尤其明显。在这些结构中，电介质限制甚至可以修改电子和空穴电荷的空间分布。电子与空穴的分离需要一个临界电场，其值随周围环境的绝缘强度而增大。
2010-11-29 cond-mat.mes-hall
Chester supersolid of spatially indirect excitons in double-layer semiconductor heterostructures
超固体是一种反直觉的量子态，在这种量子态中，粒子的刚性晶格没有阻力地流动，迄今为止，它还没有被明确地实现。在这里，我们揭示了一个超固态的激子的基态在一个双层半导体异质结构在很宽的范围内的层间距以外的焦点最近的实验。这种超固体符合原来的切斯特超固体与一个激子每个超固体网站，不同的替代版本中报道的冷原子系统的周期性调制的超流体密度。我们提供了由超固体扩充的相图。这种新的相位出现在层间距比预测的激子正常固体小得多，它持续到一个固体-固体转变的量子相位相干崩溃。在我们的相图中的层分离和激子密度的范围是在目前的实验能力范围内。
2022-05-13 cond-mat.mes-hall
