We study theoretically the optical properties of quantum tubes, one-dimensional semiconductor nanostructures where electrons and holes are confined to a cylindrical shell. In these structures, which bridge between 2D and 1D systems, the electron-hole interaction may be modulated by a dielectric substance outside the quantum tube and possibly inside its core. We use the exact Green's function for the appropriate dielectric configuration and exact diagonalization of the electron-hole interaction within an effective mass description to predict the evolution of the exciton binding energy and oscillator strength. Contrary to the homogeneous case, in dielectrically modulated tubes the exciton binding is a function of the tube diameter and can be tuned to a large extent by structure design and proper choice of the dielectric media.
Finite-momentum dielectric function and excitonic effects from time-dependent density-functional theory with dielectrically screened hybrid functionals
Prediction of protected band edge states and dielectric tunable quasiparticle and excitonic properties of monolayer MoSi$_2$N$_4$
二维（2D）材料的电子结构固有地易于受到环境扰动，这可能对其在电子或光电子器件中的应用构成重大挑战。二维材料通过两种机制与环境耦合：局部化学耦合和非局部介电屏蔽效应。局部化学偶联通常难以通过实验预测或控制。另一方面，非局部介电屏蔽可以通过以可控方式选择衬底或层厚度来调谐。因此，引人注目的2D电子材料应该提供对局部化学耦合效应鲁棒的带边状态。在这里，它表明，最近合成的MoSi $_2$ N $_4$是一个理想的二维半导体与强大的带边态保护反复无常的环境化学耦合效应。详细的多体微扰理论计算说明了MoSi $_2$ N $_4$的带边态是如何被屏蔽的直接化学耦合效应，但其准粒子和激子的性质可以通过非局域介电屏蔽效应调制。这种独特的性质，以及这种材料的适度带隙和热力学和机械稳定性，为MoSi $_2$ N $_4$在能源、2D电子学和光电子学等领域的一系列应用铺平了道路。
Nanoscopy of Excitons in Atomically Thin In-Plane Heterostructures with Nanointerfaces
University of Georgia（佐治亚大学）；Syracuse University（雪城大学）；The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；University of Extremadura（埃斯特雷马杜拉大学）；University of Vigo（维戈大学）；Rice University（莱斯大学）
Excitonic Effects in the Optical Spectra of Lithium metasilicate (Li2SiO3)
Li 2SiO 3化合物是锂离子电池的三元电解质化合物，具有独特的几何和能带结构、原子主导的能谱、电荷密度分布、原子和轨道投影态密度以及强的光学响应。基于从头计算的最新分析成功地证实了Li-O和Si-O键的简洁物理/化学图像和轨道成键。此外，不寻常的光学响应行为包括由于非常强的激子效应导致的起始频率的大红移、沿三个方向的光学性质的偏振、22个光学激发结构以及根据介电函数、能量损失函数、吸收系数和反射光谱的最突出的等离子体模式。电子和光学性质的紧密联系可以识别每个不同激发通道的特定轨道杂化。所发展的理论框架将非常适合于全面理解离子基电池中阴极/电解质/阳极材料的各种现象。
Light-Matter Interactions in Two-Dimensional Transition Metal Dichalcogenides: Dominant Excitonic Transitions in mono- and few-layer MoX$_2$ and Band Nesting
我们报告了基于Bethe Salpether方程+G $_0$ W $_0$的六个单和双层二硫属钼化合物的介电函数的从头计算，重点是激子跃迁占主导地位的吸收光谱的激发能为3\，eV。我们的计算表明，开关硫族元素原子和层间相互作用的强度应该影响的详细组成的高“C”峰的实验光谱的钼二硫族化物，并导致一个显着的自旋轨道分裂的贡献激子跃迁单层MoSe $_2$和MoTe $_2$。这可以通过沿着硫族元素系列S $\rightarrow$ Se $\rightarrow$ Te的费米能周围的电子色散的变化来解释，该变化沿着布里渊区中的\textit{$Γ$} - \textit{K}线移动二维材料的态密度中的范霍夫奇点。此外，我们确认了不同的层间特性的“\textsl{C}”峰过渡在几层的MoS $_2$，这是预测之前从实验数据，并表明，类似的行为可以预期MoSe $_2$和MoTe $_2$以及。
Dimensional Control of Excitonic Interactions in Exfoliated 2D Molecular Crystals
Pohang University of Science and Technology (POSTECH)（浦项科技大学）；Hanyang University（汉阳大学）；Research Institute of Natural Science, Hanyang University（汉阳大学自然科学研究院）；Yonsei University（延世大学）；National Institute for Materials Science（物质材料研究机构）；Queens College, City University of New York（纽约市立大学皇后学院）；Graduate Center, City University of New York（纽约市立大学研究生院）
Nonlinear spectroscopy of excitonic states in transition metal dichalcogenides
二次谐波产生（Second-harmonic generation，SHG）是一种用于探测过渡金属二硫属化物（transition metal dichalcogenide，TMDC）单分子膜电子结构的非线性光谱学方法。本文通过求解密度矩阵的时间演化方程，研究了强激发TMDC单层膜的非线性动力学行为。它表明，激子的存在下，定性地改变了非线性动力学导致，特别是，作为介电环境的函数的非线性信号的一个巨大的增强。研究还表明，二次谐波偏振角图及其对驱动强度的依赖性对激子态的类型非常敏感。这种灵敏度表明，SHG光谱是一种方便的工具，用于分析激子态的精细结构。
Simultaneous anti-bunched and super-bunched photons from a GaAs Quantum dot in a dielectric metasurface
Sandia National Laboratories（桑迪亚国家实验室）；Center for Integrated Nanotechnologies, Sandia National Lab（桑迪亚国家实验室集成纳米技术中心）；University College London（伦敦大学学院）；Department of Electrical and Computer Engineering, University of Oklahoma（俄克拉荷马大学电气与计算机工程系）；Center for High Technology Materials, University of New Mexico（新墨西哥大学高技术材料中心）
Static dielectric response and Born effective charge of BN nanotubes from {\it ab initio} finite electric field calculations
用有限电场方法对BN纳米管（BN-NTs）的全静态介电响应和Born有效电荷进行了{\it Ab initio}研究。据发现，离子的贡献的BN-NTs的静态介电响应是实质性的，也是一个明显的手性依赖的振荡叠加在纵向电极化率和管直径（$D$）之间的线性关系，作为一个薄的介电圆柱壳。相比之下，BN-NT的横向介电响应类似于直径为$D+4$·$ $的薄（非理想）导电圆柱壳的行为，其中内部电场的屏蔽因子为2。玻恩有效电荷的中等主分量$Z_y^*$对应于与BN-NT表面相切的横向原子位移，具有明显的$D$依赖性（但与手性无关），而大的纵向分量$Z_z^*$表现出明显的手性依赖性（但几乎与$D$无关），这表明了表征BN-NT的直径和手性的强有力的方法。
