Condensation of fractional excitons, non-Abelian states in double-layer quantum Hall systems and Z_4 parafermions
本文研究了利用双层量子态和分数激子凝聚获得非阿贝尔量子态的方法。特别地,我们发现从(330)双层态开始,然后增加层间隧穿强度,我们可以得到单层非阿贝尔态S(330)。我们证明了S(330)态实际上是Z_4的准费米子Read-Rezayi态。我们还计算了S(330)态的边缘激发。
2010-07-13 cond-mat.mes-hall
Coherent Excitonic Coupling in an Asymmetric Double InGaAs Quantum Well Arises from Many-Body Effects
利用光学二维相干谱研究了非对称双InGaAs量子阱。零量子、一量子和二量子二维光谱的收集提供了双阱相干光学响应的独特而全面的图像。两个量子阱激子之间的耦合的相干和非相干的贡献是明确分开的。与密度矩阵计算的良好的协议表明,相干阱间耦合起源于多体相互作用。
2014-01-29 cond-mat.mes-hall
The Influence of Remote Bands on Exciton Condensation in Double-Layer Graphene
我们研究了由两个平行的石墨烯层组成的系统中的激子凝聚的趋势与可忽略的层间隧道的远程带的影响。我们发现,远程频段可以发挥至关重要的支持作用,特别是在低载流子密度,并评论在尝试定量估计冷凝温度出现的一些挑战。
2011-07-22 cond-mat.mes-hall
Phonon effects on the radiative recombination of excitons in double quantum dots
从理论上研究了载流子-声子耦合作用下双量子点中激子的辐射复合。我们发现声子诱导的纯退相效应和激子态之间的跃迁强烈地改变了自发发射过程,使其对温度敏感,这可能导致时间分辨发光的非单调温度依赖性。我们还表明,在特定的共振条件下,双激子带间偏振可以相干转移到激子的,导致延长的总相干偏振的寿命,这是反映在系统的非线性光谱。我们研究了这种效应对声子诱导退相干的稳定性。
2011-05-27 cond-mat.mes-hall
Optical Absorption by Indirect Excitons in a Transition Metal Dichalcogenide Double Layer
我们计算的结合能,跃迁能,振子强度,间接激子在过渡金属二硫属化物(TMDC)的双层分离的整数个六方氮化硼(h-BN)单层的吸收系数。的吸收因子,一个无量纲的量,它给出了分数的间接激子吸收的双电层中的入射光子,进行评估。上述光学量是从基态到前两个激发态的跃迁得到的。所有的量作为层间分离的函数进行研究,这可以通过改变TMDC层之间的h-BN单层的数量来实验控制。计算是通过使用激子波函数和本征能量获得的Keldysh势。对于每种材料,我们选择了激子约化质量和介电屏蔽长度的组合,从现有的文献中给出了最大和最小的间接激子结合能。这些材料参数的组合提供了所有数量的上限和下限。我们的发现可以通过双光子光谱学进行实验研究。
2018-03-03 cond-mat.mes-hall
Comment on "Electron screening and excitonic condensation in double-layer graphene systems"
在费米近似下研究了屏蔽对双层石墨烯凝聚态的影响。我们发现屏蔽对强相互作用体系中的Kosterlitz无温度几乎没有影响。此外,我们预测到凝聚态的相变是一级的。
2008-10-02 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
Onset of exciton-exciton annihilation in single layer black phosphorus
利用时间分辨光致发光技术研究了单层黑磷中激子的动力学行为。在低激发密度下,激子动力学成功地描述了双指数衰减。随着激子布居数的增加,快速的非指数分量发展为激子-激子湮灭在高激发条件下接管为主导的复合机制。我们的研究结果确定了注入密度的上限,之后激子-激子湮灭降低了量子产率,这将显着影响基于单层黑磷的发光器件的性能。
2016-08-29 cond-mat.mes-hall
Interlayer excitons in double-layer transition metal dichalcogenides quantum dots
本研究利用含库仑相互作用的低能有效哈密顿量与精确对角化等方法,分析双层过渡金属二硫化物量子点的层间激子特性,揭示磁场、层间距、材料等的影响及双激子作用规律,为激子调控和光学器件应用提供依据。
2024-08-14 cond-mat.mes-hall
Superfluidity of indirect momentum space dark dipolar excitons in a double layer with massive anisotropic tilted semi-Dirac bands
本文理论研究圆偏振光与垂直电场调控下1T′-MoS₂双层中暗偶极激子的各向异性超流,并给出解析谱、临界温度及实验验证方案。
2024-01-22 cond-mat.mes-hall
Long-living superfluidity of dark excitons in a strip of strained transition metal dichalcogenides double layer
本文提出在应变双层过渡金属硫族化物条带中利用暗偶极激子实现超流性,计算了其能谱、结合能、有效质量、声速及临界温度,发现暗激子因无法通过发射光子衰变而具有长寿命,并提出了实验验证方案。
2025-04-07 cond-mat.mes-hall
Signatures of sub-band excitons in few-layer black phosphorus
最近对少层黑磷(BP)中光吸收的实验测量揭示了一系列高而尖锐的峰,其中散布着成对的较低和较宽的特征。在这里,我们提出了一个理论模型,这些激子态在几层黑磷(BP)内的连续方法的面内自由度和紧束缚近似,占层间耦合。这在由耦合的BP层产生的子带的不同组合之间产生激子跃迁,这导致一系列高和低振子强度激子状态,分别与实验观察到的亮和暗激子峰一致。这种子带激子态的主要特征,以及通过施加的电场和磁场控制它们的能量和振子强度的可能性,进行了讨论,走向少层BP的激子谱及其可调谐性的充分理解。
2021-04-27 cond-mat.mes-hall
Tuning excitons and superfluidity of dipolar excitons in the double layers of kagome lattice by applying circularly polarized irradiation
本研究利用Floquet-Magnus展开分析圆偏振光对kagome晶格能带、双层偶极激子结合能及超流性质的调控,预测光致激子绝缘相变。
2025-06-10 cond-mat.mes-hall
Frenkel-like Wannier-Mott Excitons in Few-Layer PbI2
光学测量和第一性原理计算的能带结构和激子状态的直接带隙体和少层PbI 2表明,n = 1激子是Frenkel类的性质,它的能量表现出弱的依赖于厚度下降到原子长度尺度。结果表明,随着层数的减少,带隙和激子结合能大幅度增加,并且基本带隙发生转变,对于1-2个单层,这种转变变得间接。计算值与依赖于Wannier-Mott激子形成理论的盒中粒子模型合理一致。一般的论点和现有的数据表明,最低激子的类弗伦克尔字符是一个普遍的功能,宽禁带层状半导体的有效质量和介电常数给散装玻尔半径的层间距的顺序。
2015-02-18 cond-mat.mes-hall
Control of excitons in multi-layer van der Waals heterostructures
本文报道了由\Mo*和六方氮化硼(hBN)原子薄层构成的双量子阱范德华异质结中激子的实验研究。中性和带电激子的发射受门电压、温度以及螺旋度和光激发功率的控制。
2015-12-15 cond-mat.mes-hall
Determination of layer-dependent exciton binding energies in few-layer black phosphorus
半导体中电子和空穴之间的吸引力形成激子,激子在很大程度上决定了宿主材料的光学性质,从而决定了器件的性能,特别是对于低维系统。单层和少层黑磷(BP)是新兴的二维(2D)半导体。尽管激子物理学具有根本的重要性和技术上的兴趣,但它的实验研究却相当有限。在这里,我们报告的第一个系统的测量激子结合能的高质量的少层BP的红外吸收光谱,与层(L)的厚度范围从2-6层。我们的实验使我们能够确定激子结合能,从213 meV(2L)下降到106 meV(6L)。考虑了非局域屏蔽效应的解析模型可以很好地描述尺度随层数的变化规律。外推到独立的单层产生一个大的结合能~800毫电子伏。我们的研究提供了对2D激子及其从2D到3D的交叉的见解,并表明少层BP是一种有前途的高质量光电材料,用于潜在的红外应用。
2018-03-17 cond-mat.mes-hall
Contribution to Excitonic Linewidth from Free Carrier-Exciton Scattering in Layered Materials: The example of h-BN
激子被自由载流子散射是在低温实验中考虑中度至重度杂质半导体时特别重要的现象,其中激子与声学和光学声子的相互作用减少。本文研究了单层六方氮化硼中激子与自由载流子的散射。我们描述的激子状态变分波函数,通过Rytova-Keldysh势的静电相互作用建模。使弹性和非弹性散射之间的区别,激子状态之间的每个过渡的相关性也被认为是。最后,我们讨论了自由载流子散射对激子线宽的贡献,分析了其温度和载流子密度的依赖关系。
2022-07-18 cond-mat.mes-hall
Proposal of highly efficient photoemitter with strong photon-harvesting capability and exciton superradiance
我们提出了一个系统的高效光电发射器,包括金属-介电(等离子激子)多层结构。在所提出的结构中,激子层中的吸收通过分层激子和金属层所维持的等离子体激元的耦合所产生的分裂模式之间的量子干涉而大大增强。此外,表面等离子体激元和激子之间的大的相互作用体积引起激子超辐射,这导致非常有效的光电发射。这一发现表明,基于简单的层状结构设计高效的光电发射器的可能性。
2017-08-05 cond-mat.mes-hall
Electrical control of inter-layer excitons in van der Waals heterostructures
本文研究了垂直电场作用下过渡金属二硫属化物(TMDC)叠层中的激子,这里是MoSe $_2$ /WSe $_2$ van der Waals异质结.用密度泛函理论计算得到了能带结构,以及分别在导带和价带中的电子和空穴波函数。尽管异质结构的II型性质导致完全电荷分离的层间激子,但层间的载流子分布被示出为容易通过外场来调谐。我们的研究结果表明,中等值的电场产生更均匀分布的波函数沿异质结构,从而提高层间激子结合能,最显着的是,它的振子强度。
2017-09-25 cond-mat.mes-hall
Valley-dependent Exciton Fine Structure and Autler-Townes Doublets from Berry Phases in Monolayer Molybdenum Diselenide
布洛赫态的Berry相位对电子动力学有着深刻的影响,导致了一些新颖的输运现象,如反常霍尔效应和谷霍尔效应。最近,人们预测Berry相位效应也可以改变过渡金属二硫属化物单分子膜中的激子态,并通过有效的谷轨道耦合提高具有相反角动量的激子态的能量简并度。在这里,我们报告的第一个观察和控制的贝里相位诱导分裂的2p激子态的单层二硒化钼使用内激子光学斯塔克光谱。我们观察到时间反演对称的模拟轨道塞曼效应产生的谷依赖的Berry相位,这导致+14(-14)meV之间的能量差的$2p^+$和$2p^-$激子态+K(-K)谷,从我们的从头计算GW-BSE结果的顺序一致。此外,我们还发现激子内态之间的光-物质耦合非常强,在共振驱动下产生了显著的谷依赖的Autler-Townes双峰。我们的研究为利用红外辐射相干操纵二维半导体中的量子态和激子激发开辟了新的途径。
2018-12-24 cond-mat.mes-hall
Non-adiabatic exciton-phonon coupling in Raman spectroscopy of layered materials
我们提出了一个从头计算的共振拉曼强度的计算方法,包括激子和非绝热效应。我们的图解方法,我们适用于两个原型,半导体层状材料,允许声子介导的激子-激子散射的强度的影响进行了详细的分析。在块状六方氮化硼的情况下,这种散射导致不同激子共振之间的强量子干涉,相对于光学吸收光谱强烈地重新分布振子强度。在MoS $_2$的情况下,我们观察到量子干涉效应被激子的自旋轨道分裂抑制。
2020-07-31 cond-mat.mes-hall
Correlated interlayer exciton insulator in double layers of monolayer WSe2 and moiré WS2/WSe2
范德瓦尔斯异质结构中的莫尔超晶格已经成为工程新量子现象的有力工具。在这里,我们报告的观察相关的层间激子绝缘体的双层异质结构组成的WSe 2单层和WS 2/WSe 2莫尔双层分离的六方氮化硼(hBN)。摩尔纹WS 2/WSe 2双层的特征在于在空穴密度p/p0 = 1时的莫特绝缘体状态,其中p0对应于每个摩尔纹晶格位点一个空穴。当在WS 2/WSe 2莫尔双层中的莫特绝缘体中添加电子并将相同数量的空穴注入WSe 2单层中时,新的层间激子绝缘体出现,其中WSe 2单层中的空穴和掺杂的莫特绝缘体中的电子通过层间库仑相互作用结合在一起。激子绝缘体在WSe 2单层中的临界空穴密度为~ 0.5p0时是稳定的,超过该临界空穴密度,系统变成金属性的。我们的研究强调了在双层莫尔系统中实现新的量子相位的机会,由于莫尔平带和强层间电子相互作用之间的相互作用。
2021-08-16 cond-mat.mes-hall
Optical Absorption by Dirac Excitons in Single-Layer Transition-Metal Dichalcogenides
我们发展了一个解析可解的模型,能够定性地解释最近在二维(2d)半导体过渡金属二硫属化物中观察到的非氢激子光谱。我们的激子哈密顿量明确包括额外的角动量与赝自旋自由度不可避免的二维半导体材料与蜂窝结构。我们认为,这是理解非氢激子光谱的关键因素,而这一点迄今为止还没有找到。
2016-07-08 cond-mat.mes-hall
Davydov splitting and excitonic resonance effects in Raman spectra of few-Layer MoSe2
用8种激发能测量了少层MoSe 2的拉曼光谱。分析了仅在与各种激子态共振附近出现的新峰,并对其模式进行了归属。拉曼峰的共振分布反映了光学跃迁的联合态密度,但激子波函数的对称性导致在A激子能量处的A1g模和在C激子能量处的剪切模的选择性增强。我们还发现层内A1g,E1g和A2u模式的Davydov分裂由于层间相互作用的一些激发能附近的共振。此外,通过拟合层间剪切和呼吸模式的光谱位置和层内模式的Davydov分裂的线性链模型,我们提取的层间相互作用的强度。我们发现,对于面内和面外振动,第二近邻层间相互作用约为最近邻相互作用的30%。
2016-08-13 cond-mat.mes-hall
Dipolar Excitons, Spontaneous Phase Coherence, and Superfluid-Insulator Transition in Bi-layer Quantum Hall Systems at $ν=1$
填充因子为$ν=1$的双层量子霍尔系统的自发层间相位相干(111)态可以看作是层间粒子-空穴对或激子的凝聚态。在本文中,我们表明,当层偏置在这样一种方式,这些激子是非常稀,他们可以被视为点状玻色子。我们计算了激子色散关系,并表明激子-激子相互作用是由它们所携带的偶极矩决定的。除了相位相干态,我们还发现了Wigner晶体/玻璃相的存在/不存在的无序,这是一个绝缘状态的激子。相边界的位置进行了估计,并讨论了这两个阶段之间的超流绝缘体型转变的性质。我们还讨论了这些“偶极”激子与在半满朗道能级下研究的“偶极”复合费米子之间的关系。
2001-04-04 cond-mat.mes-hall
Excitonic superfluid phase in Double Bilayer Graphene
当电子和空穴被限制在双量子阱系统的单独层中时,可以产生空间间接激子,从而形成复合玻色子。因为没有重组途径,所以这些激子是长寿命的,使得它们可用于运输研究。此外,独立地调节层内电荷密度和层间电子-空穴分离的能力提供了达到低密度、强相互作用状态的能力,在该状态下,预期BEC样相变到超流基态。迄今为止,已被视为只有在量子霍尔双层双阱GaAs异质结构组成的超流凝聚相的运输签名。在这里,我们报告观察到的激子凝聚体的量子霍尔效应制度的双层结构的双层石墨烯。层之间的相关性被识别的量子化霍尔阻力出现在匹配的层密度,和dissipationless性质的相确认在逆流的几何形状。层密度和层间偏置的独立调谐揭示了涉及双层石墨烯和冷凝物相的破缺态之间的轨道和谷量子数的选择规则,而调谐层不平衡使冷凝物稳定到超过4K的温度。我们的研究结果建立了双层石墨烯量子阱作为一个理想的系统,在其中研究强相互作用的玻色子粒子在固态丰富的相图。
2016-12-22 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
Topological exciton bands and many-body exciton phases in transition metal dichalcogenide trilayer heterostructures
本文提出通过调节扭曲角,在对称TMD异质三层中实现拓扑激子能带,并利用三轨道紧束缚模型揭示交错超流与莫特绝缘体等多体激子相。
2025-04-14 cond-mat.mes-hall
Optical manipulation of the exciton charge state in single layer tungsten disulfide
利用拉曼散射和光致发光(PL)研究了剥离n型块状晶体得到的单层二硫化钨(WS $_{2}$)。在低温PL谱中观察到中性和带电激子复合的直接带隙发射。激子发射和激子发射之间的比率可以简单地通过改变激发功率来调谐。此外,可以使用附加的子带隙激光激发来独立地调谐trion发射的强度。
2013-12-04 cond-mat.mes-hall
Superfluidity of dipole excitons in two layers of gapped graphene
激子的形成作为一个问题的两个狄拉克粒子被限制在两层石墨烯片由电介质分开时,间隙是开放的,它们通过库仑势相互作用的研究。我们提出了在带隙存在的双层石墨烯中观察准二维偶极激子的玻色-爱因斯坦凝聚和超流性。集体激发的能谱、声谱和有效激子质量是能隙、密度和层间间距的函数。超流密度ns和无Kosterlitz相变温度Tc是能隙和层间分离的减函数,因此,可以由这些参数控制。
2011-11-17 cond-mat.mes-hall
Phases of the excitonic condensate in two-layer graphene
考虑两个带相反电荷且彼此靠近放置的石墨烯单层。考虑到谷和自旋简并的电子,我们分析了在这样的系统中的激子绝缘体状态的对称性,并建立了一个相图,考虑到由于外部面内磁场和层之间的载流子密度不平衡的对称性破缺的效果。
2012-10-28 cond-mat.mes-hall
Controlled strong coupling and absence of dark polaritons in microcavities with double quantum wells
我们证明了一个有效的开关之间的强和弱激子光子耦合制度的微腔嵌入的非对称双量子阱,由外加电场控制。我们发现,微调的电场导致极化激元的性质发生了巨大的变化,与极化激元基态被红移了几个meV,并已收购的空间间接偶极激子的突出特点。我们研究偶极激子极化激元的性质,称为偶极激元,在微观水平上,并表明,与最近的研究结果不同,它们不是暗极化激元,但由于有限的尺寸的激发,是混合状态的腔光子,明亮的直接和长寿命的间接激子模式的贡献相当。
2015-10-30 cond-mat.mes-hall
Interlayer excitons in transition metal dichalcogenide heterostructures
从单层过渡金属二硫属化物(TMD)中载流子的单粒子Dirac哈密顿量出发,构造了一个描述层间激子的四带哈密顿量,该层间激子由一个TMD层中的电子和另一个TMD层中的空穴组成.推导出电子-空穴相互作用势的表达式,同时考虑到两个TMD层的上方、下方和之间的介电环境的影响以及过渡金属层和TMD层的硫属元素层中的极化效应。计算了不同TMD异质结构的层间激子结合能和平均面内粒子间距。不同的介电环境上的激子结合能的影响进行了研究,并发现一个显着的依赖于两层之间的势垒的介电常数,导致竞争效应作为一个功能的面内和面外的介电常数的障碍。硫族元素层中的极化效应(其通常降低激子结合能)可通过屏蔽衬底在强衬底效应存在下导致结合能增加。计算了层间激子吸收谱,发现层间激子峰与垂直电场成线性关系,这与最近的实验结果一致。
2018-09-04 cond-mat.mes-hall
Probing the inter-layer exciton physics in a MoS$_2$/MoSe$_2$/MoS$_2$ van der Waals heterostructure
堆叠半导体过渡金属二硫属化物(TMD)的原子单分子膜已成为设计其性能的有效方法。原则上,TMD异质结构的交错能带排列应导致形成具有长寿命和鲁棒谷极化的层间激子。然而,这些特征仅在MoSe $_2$ /WSe $_2$异质结构中同时观察到。本文报道了在MoS $_2$ /MoSe $_2$ /MoS $_2$三层范德华异质结中观察到的长寿命层间激子发射。所观察到的过渡层间的性质证实了光致发光光谱,以及通过分析的时间,激发功率和温度依赖性的层间发射峰。所观察到的复杂的光致发光动力学表明存在准简并动量直接和动量间接带隙。结果表明,圆偏振光抽运导致层间激子的长寿命谷极化。有趣的是,层间激子光致发光具有与激发相反的螺旋性。我们的研究结果表明,通过仔细选择形成范德华异质结的TMD,可以控制层间激子发射的圆偏振。
2017-09-13 cond-mat.mes-hall
Observation of Dynamic Screening in the Excited Exciton States in Multi-layered MoS$_2$
激子共振和结合能可以通过控制吸引库仑势的环境屏蔽来改变。虽然这种屏蔽响应通常被认为是静态的,但激子准粒子的时间演化在其库仑屏蔽功效中表现出频率依赖性。本文研究了多层过渡金属二硫属化物(MoS $_2$)在超快光激发下的基态(1s)和第一激发激子态(2s)。我们探讨了后者的动态屏蔽效果,并显示其共振频率是相关的频率,在该频率下,从较小尺寸的1s对应物的屏蔽是有效的。我们的发现揭示了外部调谐激子性质的新途径。
2021-02-07 cond-mat.mes-hall
Double-exciton component of the cyclotron spin-flip mode in a quantum Hall ferromagnet
本文研究了自旋极化量子霍尔系统在单位填充下的回旋自旋翻转激发。这种模式有一个双激子组件,这有助于CSFE的相关能量,但不能通过平均场方法找到。并将计算结果与已有的实验数据进行了比较。
2008-03-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Attraction of indirect excitons in van der Waals heterostructures with three semiconducting layers
我们研究了一种由三层过渡金属二硫属化物(TMD)单分子膜组成的电容器,三层膜之间由六方氮化硼(hBN)隔开。我们假设该结构相对于中心层平面是对称的。对称性包括接触:如果中心层与负电极接触,则两个外层都与正电极接触。结果,足够强的电压$V$诱导指向外层之一的电子-空穴偶极子(间接激子)。反平行偶极子在很远的距离上相互吸引。因此,偶极在中心平面中交替,形成每个偶极具有负结合能的2D反铁电体。一个三层器件的充电是一阶跃迁,我们表明,如果$V_1$是创建一个单一的电子空穴对和充电这个电容器的$e$所需的临界电压,宏观电荷$Q_c = eSn_c$($S$是设备面积)进入三层电容器在一个较小的临界电压$V_{c} < V_{1}$。换句话说,差分电容$C(V)$在$V = V_{c}$处是无限的。我们还表明,在一个无接触的三层装置,其中化学不同的中心层具有较低的传导和价带,光激发产生间接激子相互吸引,因此形成反铁电激子液滴。因此,间接激子发光与两层器件相比是红移的。
2019-03-19 cond-mat.mes-hall
On the Exciton Fine-Structure of Transition-Metal Dichalcogenides Mono-Layers
为了讨论过渡金属二硫族化合物单层膜中激子的精细结构,首先将激子定义在电子态和空穴态的子空间中,包括最低导带(LCB)和最高价带(UVB)。这两个带在γ点都是自旋简并的。其他国家都被忽视了。由此产生的激子状态分析的框架中的一个不变的扩展模型哈密顿量:自旋轨道耦合的导带和价带模拟通过引入一个虚构的磁场,引起分裂的电子和空穴的状态以外的$Γ$-点。然后在激子哈密顿量中引入电子-空穴交换相互作用。这是由于在激子问题中,电子和空穴是不可区分的粒子。在D3h晶体对称性中,这种电子-空穴交换相互作用有两种不同的贡献:第一项解释了所有激子态的能量重新归一化,第二项不影响光学活性(自旋单重态)态,但只影响光学非活性(自旋三重态)态,它们混合在不同的激子系列之间。
2019-06-24 cond-mat.mes-hall
Electrically tunable dipolar interactions between layer-hybridized excitons
本研究基于微观多元粒子理论,揭示了自然堆叠WSe$_2$同质双层中层杂化激子-激子相互作用随外部电场强度呈现低偶极与高偶极两种区间,阐明了原子级薄半导体中激子相互作用的显著电可调性。
2023-05-03 cond-mat.mes-hall
Inheritance of the exciton geometric structure from Bloch electrons in two-dimensional layered semiconductors
本研究通过构建含布洛赫电子几何结构的三轨道紧束缚模型与有效激子哈密顿量,揭示了二维层状半导体中激子几何结构对布洛赫电子的非平凡继承性,为场调控能谷相关激子输运及新型器件设计提供了理论指导。
2024-03-08 cond-mat.mes-hall
Exciton band structure in layered MoSe2: from a monolayer to the bulk limit
我们提出了显微光致发光($μ$ PL)和显微反射对比光谱研究的薄膜的MoSe 2层厚度范围从单层(1 L)到5 L。在布里渊区的各个点处发生的基态和激发态激子跃迁的厚度依赖性演化被确定。温度激活的能量位移和线宽加宽的激子共振在1L,2L和3L的薄片占使用标准的形式主义以前开发的半导体。初步将单层MoSe_2中基态(A)激子的光学响应的一种特殊形状归因于Fano型共振的出现。单层MoSe 2的PL谱随温度的变化相当平凡且明显衰减,证实了该材料中的基态激子与单层WSe 2中的暗激子基态相比是光学上明亮的。
2015-12-01 cond-mat.mes-hall
Unconventional Excitonic States with Phonon Sidebands in Layered Silicon Diphosphide
准粒子(电子、激子和声子)之间的多体相互作用导致了新的复杂关联态的出现,并且是凝聚态物理和材料科学的核心。在低维材料中,这些关联态的独特电子性质可能会显着影响其光学性质。结合光致发光、光学反射测量和理论计算,我们证明了层状二磷化硅(SiP $_2$)中的非常规激子态及其束缚声子边带,其中束缚电子-空穴对由一维磷$-$磷链中的电子和二维SiP $_2$层中的空穴组成.激子态和出射声子边带随温度的升高表现出线性二向色性和较大的能量红移。通过对$GW$ + Bethe $-$ Salpeter方程的计算和对广义Holstein模型的非微扰求解,我们证实了所观察到的边带特征是激子与光学声子之间的关联相互作用的结果.这种分层材料为研究激子物理和多粒子效应提供了新的平台。
2022-06-17 cond-mat.mes-hall
Double-Carrier Fitting of Hall Resistance Assisted by Gate-Induced Shubnikov-de Haas Oscillations in Possible Excitonic Insulator Ta2Pd3Te5
School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学物理科学学院);Hangzhou Key Laboratory of Quantum Matter, School of Physics, Hangzhou Normal University(杭州师范大学物理学院量子物质杭州市重点实验室)
本研究通过门诱导的肖布尼科夫-德哈斯振荡辅助,实现了Ta2Pd3Te5中霍尔电阻双载流子拟合的可靠方法,并提供了兴奋子绝缘体状态的新证据。
2026-02-27 cond-mat.mes-hall
Theory of Two-Dimensional Spatially Indirect Equilibrium Exciton Condensates
我们提出了一个理论的双层二维电子系统,主机的空间间接激子凝聚时,在热平衡。当两个相邻的半导体层电隔离时,以及当通过改变偏置或栅极电压使一个层的导带与相邻层的价带接近简并时,预期形成平衡双层激子凝聚体(BXC)。BXC具有自发的层间相位相干性和逆流超流性。我们考虑的双层系统是由两个过渡金属二硫属化物单层分离和包围的六方氮化硼。我们使用平均场理论和玻色子弱相互作用激子模型来探索BXC相图,并使用含时平均场论来解决凝聚集体模谱和量子涨落。我们发现,一个相变之间发生的状态包含一个和两个凝聚体组分的层间距和激子密度的变化,并推导出简单的近似表达式的激子-激子相互作用强度,我们表明,可以测量电容。
2017-01-27 cond-mat.mes-hall
Density fluctuation effects on the exciton condensate in double layer graphene
我们描述了双层石墨烯中激子凝聚体对层密度波动和相关电荷不均匀性的鲁棒性,并讨论了在当前实验条件下观察凝聚体的影响。我们解决了平均场方程的有限的费米能量在每一层的不平衡,并利用两个唯象模型的不均匀性的结果。我们发现,激子凝聚体对密度波动的稳定性是强烈依赖于激子间隙的大小,和运输实验(如库仑阻力),依赖于渗透的激子电流通过不均匀的样品是很有前途的方法观察凝聚体。
2012-11-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Electrical Reservoirs for Bilayer Excitons
二维电子系统的基态是一种激子流体,其附近层中的电子和空穴密度相等。我们表明,可以建立一个水库激子分别接触的两层,并保持化学电势差的值小于空间间接带隙。激子流体和接触之间的平衡通过涉及虚拟中间态的过程进行,其中未成对电子或空穴占据2D层之一中的自由载流子态。当接触化学势与自由载流子能带对齐时,我们推导出激子接触平衡速率与接触和单个2D层之间的电导之间的近似关系,并解释如何使用电学测量来测量激子流体的热力学性质。
2018-08-08 cond-mat.mes-hall
Excitons in hexagonal boron nitride single-layer: a new platform for polaritonics in the ultraviolet
采用第一性原理计算方法研究了二维六方氮化硼的电子和光学性质。GW和BSE方法,以更好的精度预测这种材料的激发和激子性能。我们确定了带隙、光学带隙、激子结合能的值,并分析了激子的波函数。我们还计算了激子能量的运动方程形式主义和埃利奥特公式,并找到了一个很好的协议与GW+BSE方法。研究了TM和TE模式的光学性质,表明2D hBN是UV范围内极化激元的良好候选者。特别是,它示出了一个单一的h-BN层可以作为一个几乎完美的反射镜的紫外电磁辐射。
2018-07-17 cond-mat.mes-hall
Excitons in layered metal halide perovskites: an effective mass description of polaronic, dielectric and quantum confinement effects
本文提出一种结合有效质量理论、镜像电荷和哈肯势的激子模型,揭示层状钙钛矿中量子与介电限域压缩激子半径并增强极化子效应,从而提升结合能和辐射复合概率,成功匹配实验数据。
2023-08-06 cond-mat.mes-hall
Coherence and density dynamics of excitons in a single-layer MoS$_2$ reaching the homogeneous limit
我们测量了单层二硫化钼中激子的相干非线性响应,该单层二硫化钼嵌入六方氮化硼中,形成$h$ -BN/MoS $_2$ / $h$ -BN异质结构。使用四波混频显微镜和成像,我们关联的激子均匀和不均匀的加宽。我们发现,激子动力学是由微观无序的顶部的理想晶体性质。通过对激子超快密度动力学响应的振幅和相位分析,我们研究了共振驱动激子布居数的弛豫途径。通过封装的表面保护提供了具有低无序的稳定单层样品,避免了表面污染和所产生的激子加宽和动力学的修改。我们确定的区域定位到几个微米的光学响应完全由均匀加宽为主。在几十微米的样品中,观察到弱的不均匀加宽和应变效应,这归因于与$h$ -BN的剩余相互作用和封装过程中的缺陷。
2018-09-28 cond-mat.mes-hall
Doping-control of excitons and magnetism in few-layer CrSBr
本文研究了少层CrSBr中电压调控的场效应掺杂对激子和磁性的影响,发现束缚激子-电荷复合物和掺杂诱导的变磁转变,并利用光学方法实现了对局域磁序和磁畴的可视化,揭示了电荷、光激发与磁性之间的协同作用。
2024-06-08 cond-mat.mes-hall
Tunable properties of excitons in double monolayer semiconductor heterostructures
本文通过切比雪夫多项式展开和连续介质模型,系统研究了带介电间隔层的TMD双层中激子结合能与能量随间隔层宽度和介电常数的可调性质。
2023-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum exciton solid with embedded electron-hole solids in double-layer WSe2
The Hong Kong University of Science and Technology(香港科技大学);University of Delaware(特拉华大学)
研究双层WSe2在不同电子-空穴密度下的量子激子固体特性,揭示了电子-空穴密度相等时激子固体的量子边缘缺陷输运机制,以及不同密度下嵌入固体对库仑拖拽电阻的影响。
2026-04-04 cond-mat.mes-hall
Helicoidal excitonic phase in an electron-hole double layer system
本文提出了在库仑耦合的二维电子-空穴双层(EHDL)系统中存在螺旋激子相。在此之前,人们已经证明层状InAs/AlSb/GaInSb异质结是寻找激子凝聚相的理想实验平台,而其电子层具有不可忽略的Rashba相互作用。我们澄清,由于Rashba项,自旋三重态(自旋-1)激子场在EHDL系统中形成螺旋结构,螺旋平面可以由面内塞曼场控制。结果表明,由于重空穴层中的Dirac项很小,但有限,在面内场作用下激子场的螺旋结构导致电子层中的螺旋{ \it磁}序.基于线性化分析,我们进一步计算了螺旋激子相低能Goldstone模的动量-能量色散。我们讨论了可能的实验探针的激子相的EHDL系统。
2019-04-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Exciton condensation in quantum wells. Excitonic hydrodynamics. Autosolitons
在考虑激子凝聚相形成的可能性、抽运的存在、激子寿命的有限值、缺陷对激子的散射等因素的情况下,得到了双量子阱中间接激子的流体力学方程,并得到了激子密度的亮自孤子和暗自孤子形式的新的解.本地化和自由激子状态的作用进行了分析,在形成的发射光谱。
2013-06-20 cond-mat.mes-hall