First-order spatial coherence of excitons in planar nanostructures: a k-filtering effect
我们提出并分析了一个k-滤波效应，这引起了平面纳米结构中准二维（准2D）激子或微腔（MC）极化激元的实际空间相干长度之间的巨大差异，从远场光学测量推断。这种效应源于出射体光子中粒子的光学衰减中面内波矢k的守恒。k滤波效应解释了最近在耦合量子阱中间接激子中观察到的大相干长度，但在低温（T<10 K）下对MC极化激元不太明显。
2008-03-04 cond-mat.mes-hall
A semiconductor exciton memory cell based on a single quantum nanostructure
我们展示了激子存储在一个单一的纳米结构，一个自组装的量子后。在产生之后，形成激子的电子和空穴被朝向量子柱的相对端的电场分离，从而抑制它们的辐射复合。在限定的时间之后，这种空间间接激子通过切换电场而重新转换成光学活性的直接激子。存储激子的发射光被检测到在一个单一的纳米结构的限制和存储时间超过30毫秒被证明。我们确定了一个缓慢的隧道的电子出量子后作为主要的损失机制，通过比较场依赖的时间衰减的存储信号模型，这个过程和辐射损失。
2008-05-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Multiple Exciton Generation in Nanostructures for Advanced Photovoltaic Cells
本文综述了纳米结构的实验和理论工作，显示高量子产率由于多激子产生的现象。它概述了进一步确定这种纳米结构的目标和障碍，还包括有关太阳能器件的发展，其中纳米结构作为光吸收组件。它报告了半导体和碳结构，包括单复合（各种维度）和异质。最后，它着眼于未来的方向，可以采取推动太阳能电池的效率超过经典的限制设置的肖克利和奎西耶在1961年。
2017-11-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Infinite order excitonic Bloch equations for asymmetric nanostructures
本文提出了一种新的基于激子的方法来计算非对称半导体多量子阱结构对无限阶超短光脉冲的相干响应。我们利用这些方程计算和解释了偏置半导体超晶格谱分辨简并四波混频信号中峰的时滞振荡，得到了与实验很好的一致性。
2003-07-04 cond-mat.mes-hall
Rydberg excitons in core-shell nanostructures I. Optical properties
Technical University of Bydgoszcz（比得哥什科技大学）
本文研究Cu$_2$O-金属核壳纳米结构中里德堡激子的光学性质，通过计算电子和空穴本征函数与能量得到激子能量对几何和维度的依赖，并讨论极限情况，用实密度矩阵方法计算光学性质。
2026-09-21 cond-mat.mes-hall physics.optics
The saddle-point exciton signature on high harmonic generation in 2D hexagonal nanostructures
在宽的频率和泵浦场强度范围内具有相关的电子-空穴非线性动力学的石墨烯类纳米结构的基本非线性光学性质的公开对于石墨烯基础物理和对于2D六边形纳米结构在极端非线性光学中的预期新应用都是非常重要的。本文研究了二维六角纳米结构与双色红外驱动场的非线性相互作用，并考虑了多体库仑相互作用。在Houston基的Bloch方程的范围内，考虑到$e-e$和$e-h$在Hartree-Fock近似的相互作用的数值研究揭示了显着的激子效应的高次谐波产生过程中的二维六方纳米结构，如石墨烯和硅烯。结果表明，由于van Hove奇点附近的相关电子-空穴非线性动力学，在鞍点激子共振附近，高次谐波产生谱中产生了谱焦散.
2022-05-24 cond-mat.mes-hall
From Quantum Dots to Quantum Dashes: Excitonic Spectra of Highly Elongated InAs/InP Nanostructures
本文采用原子论方法，结合单粒子态的经验紧束缚和激子性质的组态相互作用方法，研究了圆柱形量子点到高伸长量子点的跃迁.大的纳米结构形状各向异性导致一个特殊的趋势，明亮的激子分裂，在某些点淬火与进一步的形状伸长，矛盾的简化模型的预测。此外，强形状伸长促进暗激子的显著光学活性，其可达到亮激子强度的显著$1\%$分数而不施加任何外部场。原子的计算增加了一个基本的唯象模型表示的光空穴激子添加混合物增加的形状变形。最后，对激子复合物$X^-$，$X^+$，和$XX$进行了研究，发现由于高激发态的存在而引起的关联是影响激子结合能和精细结构的关键因素.
2018-08-23 cond-mat.mes-hall
Magnetically controlled exciton transfer in hybrid quantum dot-quantum well nanostructures
利用磁光致发光研究了InAs/GaAs混合量子点（QD）-InGaAs量子阱（QW）结构的载流子转移，观察到在强磁场和激发密度下光致发光（PL）与GaAs势垒厚度的非线性关系。对于薄势垒的情况下，观察到QW PL强度增加，在QD PL强度的降低为代价。这是由于在量子阱和润湿层（WL）中的面间载流子动力学的变化，从增加的磁场随着量子点激发态和激子态之间的耦合在量子阱和润湿层（WL）的变化。
2019-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Excited states of neutral and charged excitons in single strongly asymmetric InP-based nanostructures emitting in the telecom C band
我们研究了强不对称的自组装纳米结构，其中一个尺寸达到数百纳米。接近于类似宝石的限制类型，这样的物体有时被指定为一维的性质。在这里，我们直接观察到对应于纵向量子化的激子激发态的光谱。这是基于通过偏振分辨微光致发光激发（$μ$ PLE）测量结合中性和带电激子光学性质的理论计算进行单纳米结构的光学跃迁探测。我们成功地探测吸收光谱形成的激子基态精细结构，以及为带负电荷的激子个别明亮的状态。面对计算的激子吸收光谱与$μ$ PLE痕迹，我们确定光学跃迁涉及的状态，包含在各种激发态的载流子有关的最长的尺寸。基于交叉极化激发-检测方案，我们发现激子从多个激发态的轨道弛豫过程中，自旋组态非常守恒，与光学声子的准共振泵浦过程相当，并且与理论预期的一样，激子没有极化记忆.
2021-06-28 cond-mat.mes-hall
Two-dimensional electronic spectroscopy of organic semiconductor nanostructures
本文围绕方酸染料基有机半导体纳米结构展开研究，利用其独特电子性质实现强激子-等离子体耦合混合纳米结构，首次通过10飞秒二维电子光谱开展相干耦合时域研究，发现等离子体场驱动长程相干激子传输的证据。
2024-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exciton lifetime and emission polarization dispersion in strongly in-plane asymmetric nanostructures
我们目前的实验和理论研究激子复合动力学和相关的偏振发射高度面内非对称纳米结构。考虑到一般的不对称性和尺寸驱动的影响，我们说明他们与InAs/AlGaInAs/InP细长量子点的详细分析。这些提供了通过在生长过程中定制的尺寸和几何形状调整的各种限制特性，这导致在1.25-1.65 μm的应用相关光谱范围内发射。通过探索非常浅的空穴限制电位和广泛变化的结构不对称性的相互作用，我们表明，从强通过中间甚至弱限制制度的过渡是可能的，在这种纳米结构。这对激子复合动力学和发射的偏振有显著影响，所示出的激子复合动力学和发射的偏振不仅取决于计算的激子状态的细节，而且取决于光致发光实验中的激发条件。我们估计后者的影响，并提出了一种方法来确定本征偏振依赖激子光物质耦合的动力学特性的基础上。
2018-01-08 cond-mat.mes-hall
Dark-Exciton-Mediated Fano Resonance from a Single Gold Nanostructure Deposited on Monolayer WS2 at Room Temperature
强空间限制和高度降低的介电屏蔽提供了具有强多体效应的单层过渡金属二硫属化物（TMDC），从而具有光学禁止的激子态（即，暗激子）。在这里，我们探索的相互作用的表面等离子体激元与暗激子的混合系统组成的堆叠的金纳米三角形（AuNTs）和单层WS 2。我们观察到一个狭窄的Fano共振时，混合系统被包围的水，我们属性的光谱Fano线宽变窄的暗K-K激子的等离子体增强衰变。我们的研究结果表明，单层WS 2中的暗激子可以强烈地改变混合等离子激元-激子系统中的Fano共振，并且可以用于新型光学传感器和有源纳米光子器件。
2019-01-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Spontaneous emission from large quantum dots in nanostructures: exciton-photon interaction beyond the dipole approximation
我们推导了非均匀光子材料中光子与量子点中空间扩展激子相互作用的严格理论。我们表明，超越偶极近似，辐射衰减率是成比例的非本地相互作用函数，它描述了光和空间扩展激子之间的相互作用。在这种情况下，光和物质的自由度不能分离，纳米结构的光学环境和激子包络函数之间出现了复杂的相互作用。我们通过具体的例子说明了这一点，并推导出一系列重要的分析关系，这是有用的应用形式主义的实际问题。在偶极极限下，衰减率与光态的投影局域密度成正比，并得到了强、弱约束态的特例。
2011-12-08 cond-mat.mes-hall physics.optics
Coherent transport and manipulation of spins in indirect exciton nanostructures
我们报道了GaAs双量子阱（DQW）纳米结构中间接激子（IX）自旋的相干控制和输运。通过使用聚焦的圆偏振光斑点光学产生自旋，并通过使用空间和偏振分辨光致发光光谱探测它们的空间分布，研究自旋动力学。光学注入的激子自旋旋进，同时从激发点扩散超过20 μm的距离，其空间旋进频率取决于自旋输运方向以及施加在整个DQW结构上的偏压。这种行为归因于自旋轨道相互作用在有效磁场中引起的自旋旋进。从自旋动力学对输运方向、偏置和外磁场的依赖性出发，我们直接确定了该结构的Dresselhaus和Rashba自旋分裂系数。的进动动力学是基本上独立的IX密度，从而表明长自旋寿命与IX集体效应无关。后者与空穴对自旋动力学的贡献可以忽略不计一起，而是归因于电场使电子和空穴波函数空间分离，这降低了电子-空穴交换相互作用。长距离传输的相干自旋进动以及利用电场和磁场对自旋矢量的控制为IX自旋在量子信息处理中的应用开辟了道路。
2014-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Collective dynamics of excitons and polaritons in semiconductor nanostructures
时间分辨光致发光是研究半导体纳米结构中激子和极化激元集体动力学的有力手段。我们提出了一种双激发脉冲技术来诱导量子阱中激子发射的超快和可控猝灭。当激子布居已经存在于样品中时，由激光脉冲的到达引起的载流子的升温的幅度给出下沉的深度。我们利用这种方法研究了半导体微腔中极化激元的弛豫机制，这对于增强非共振激发下极化激元凝聚的条件具有重要意义。我们还探讨了在触发光学参量振荡器配置中的较低极化激元分支中共振产生的极化激元流体的动力学，显示了极化激元超流性的证据，并开辟了量子流体实时研究的道路。
2009-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Photon echo from localized excitons in semiconductor nanostructures
综述了半导体纳米结构中激子复合物共振激发光子回波光谱的研究进展。利用四波混频技术和脉冲激发、外差探测技术，可以测量系统的相干响应，具有皮秒级的时间分辨率。结果表明，对于局域激子复合物的共振选择性脉冲激发，由于光学跃迁的不均匀加宽，相干信号由光子回波表示。在共振激发的情况下的trions或施主束缚激子，塞曼分裂的驻留电子基态能级下施加的横向磁场的结果在拉莫尔进动频率的光子回波振幅的量子拍频。磁场的应用使得可以相干地将光激发转移到驻留电子的自旋系综中，并观察到长寿命的光子回波信号。所描述的技术可以用作系统的基态中的能量分裂的高分辨率光谱学。接下来，我们考虑拉比振荡和它们的阻尼下的激发与强烈的光脉冲的激子复合物具有不同程度的本地化。它示出的激励脉冲强度的增加的回波信号的阻尼强烈表现为激子，而在trions和施主束缚激子这种效果是基本上较弱。
2018-07-04 cond-mat.mes-hall
Triplet excitations in carbon nanostructures
我们发现，最低的光学单重态激子和最低的三重态激子之间的能量差的半导体单壁碳纳米管的直径$\sim 1$ nm和石墨烯纳米带的宽度$\sim 2$ nm是一个数量级小于在$π$共轭聚合物聚（对-phenylenevinylene）。我们计算的单重态和三重态激子之间的能隙与三种直径接近1 nm的不同纳米管的测量值非常一致。三重态激子的空间范围与宽纳米管和纳米带中的单重态激子的空间范围几乎相同，而在$π$共轭聚合物中，三重态激子表现出较强的空间限制。三重态的弱受限行为开始于宽度窄至石墨烯单元晶格矢量的2.5倍的纳米带。我们讨论了在碳纳米结构中的小的单重态-三重态能量差对器件应用的可能后果。
2012-03-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Recent advances in exciton based quantum information processing in quantum dot nanostructures
本文将讨论半导体量子点光谱学领域的最新实验进展。首先，我们报道了单量子点激子二能级系统及其在单量子比特操纵下的相干性质。在第二部分中，我们报告了一个由一对垂直堆叠的量子点组成的“双量子位”原型系统中的相干量子耦合。在这种量子点分子器件中，可以使用施加的电压作为外部参数来调谐相互作用。
2005-07-08 cond-mat.mes-hall physics.optics
Complexes of dipolar excitons in layered quasi-two-dimensional nanostructures
本文讨论了层状准二维半导体异质结构中间接激子形成的中性和带电复合物（双激子和三电子）。间接激子-不同层的长寿命中性库仑束缚电子和空穴对-已知用于半导体耦合量子阱，并且最近报道用于范德华异质结构，例如双层石墨烯和过渡金属二硫属化物。利用组态空间方法，我们推导出三子和双激子结合能随层间距变化的解析表达式。该方法捕获复杂的形成，揭示显着的结合能，高达几十毫电子伏的典型层间距离~3-5 A，与trion结合能总是大于双激子的基本运动学。我们的结果有助于理解更复杂的多体现象，如激子玻色-爱因斯坦凝聚和Wigner类电子空穴结晶在层状半导体异质结构。
2017-12-24 cond-mat.mes-hall
Coherent spin dynamics of excitons in strained monolayer semiconductors
建立了二维过渡金属二硫属化物在弹性应变下的相干激子自旋谷动力学模型。应变分裂线偏振态的激子辐射偶极子。因此，它感应出一个作用于激子赝自旋的有效磁场，并导致其进动。结果表明，在圆极化激发下，激子的圆极化随时间振荡，同时也出现了随时间振荡的线极化。研究了应变诱导的有效磁场与激子纵横向分裂产生的场的竞争。我们揭示了二维激子的相干自旋动力学的不同制度。特别是，我们表明，足够大的应变引起的和横向分裂的两个频率相关的这些分裂出现在激子圆极化拍频。
2022-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Observation of multi-directional energy transfer in a hybrid plasmonic-excitonic nanostructure
混合等离子体激元器件涉及支持局部表面等离子体激元以放大光-物质相互作用的纳米结构金属，以及使电荷激发功能化的非等离子体激元材料。然而，应用相关的外延异质结构，引起弹道超快动力学，挑战传统的半经典理解单向纳米到衬底的能量转移。我们研究外延金纳米岛WSe $_2$与时间和角度分辨的光电子能谱和飞秒电子衍射：这种技术的结合解决了材料，能量和动量的电荷载流子和声子激发的异质结构。我们观察到强烈的非线性等离子激元-激子相互作用，该相互作用非常有效地将子带隙光子的能量转移到半导体，使金属冷却，直到非辐射激子复合在数百飞秒时间尺度上加热纳米颗粒。我们的结果解决了时间尺度比纳米金属电子热化更短的多方向能量交换。电子-声子耦合和扩散电荷转移决定了随后的能量流。这种复杂的动力学为光电和光催化应用开辟了前景，同时为最先进的建模提供了一个约束性的实验测试平台。
2022-11-29 cond-mat.mes-hall
Dimensionality and Anisotropicity Dependence of Radiative Recombination in Nanostructured Phosphorene
维数和各向异性之间的相互作用导致了低维半导体中有趣的光电性质和激子动力学。在这项研究中，我们使用纳米结构的磷烯作为一个典型的例子来展开这样复杂的物理和发展一个一般的第一性原理框架来研究激子动力学在低维系统。基于多体微扰理论推导了二维到一维体系的辐射复合寿命和发光强度，研究了在0 K和有限温度下维数和各向异性对辐射复合寿命的影响，以及发射光的偏振和角度依赖性.我们发现，在0 K的辐射寿命增加了一个数量级的$10^3$与降低的一个维度（即从2D到1D纳米带或从1D到0 D量子点）。我们还表明，在有限温度下获得的辐射寿命需要精确的激子色散超过有效质量近似。最后，我们证明了单层磷烯及其纳米结构总是发射线性偏振光与实验观察一致，不同于平面各向同性的二维材料，如二硫化钼和h-BN，可以发射任意偏振的光，这可能具有重要的意义，量子信息的应用。
2019-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Allotropic Ga$_2$Se$_3$/GaSe nanostructures grown by van der Waals epitaxy: Narrow exciton lines and single-photon emission
本研究针对III-VI族层状晶体纳米结构外延制备的物相限制问题，通过调控范德华外延过程制备同素异形Ga₂Se₃/GaSe纳米结构，实现了具备线偏振的窄激子线和10K下g⁽²⁾(0)~0.1的单光子发射，为量子技术非经典光源提供了新候选。
2023-11-03 cond-mat.mes-hall
Microscopic approach to the quantized light-matter interaction in semiconductor nanostructures: Complex coupled dynamics of excitons, biexcitons, and photons
Paderborn University（帕德博恩大学）；University of Arizona（亚利桑那大学）
本文提出一个微观量子模型，研究半导体纳米结构中光-物质相互作用，揭示双激子连续态对动力学的显著影响。
2025-06-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Complexity of dipolar exciton Mott transition in GaN/(AlGa)N nanostructures
利用空间分辨磁光致发光光谱研究了GAN/（Al，Ga）N宽量子阱在$T=7$ K温度下从偶极激子液体到电子空穴等离子体的Mott跃迁.增加光激发密度，我们驱动系统从激子状态，其特征在于抗磁性行为，因此二次能量依赖于磁场，到未结合的电子-空穴状态，其特征在于发射能量与磁场的线性位移。系统的复杂性要求同时考虑激子结合能的密度依赖性和激子-激子相互作用和相关能，这是相同的数量级。我们估计在莫特过渡的载流子密度为$n_\mathrm{Mott}\approx 2\times 10^{11}$ cm $^{-2}$和地址在这个过程中所发挥的作用激子相关。我们的结果强烈依赖于光致发光的空间分辨率和载流子输运的评估。我们表明，在GaAs/（Al，Ga）As系统，其中的偶极磁激子的传输强烈淬火的磁场，由于激子质量增强，在GAN/（Al，Ga）N的能带参数是这样的，运输被保存到$9$ T。
2020-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Coherent interactions between phonons and exciton or exciton-polariton condensates
本文分析了半导体微腔中激子和激子-极化激元凝聚体与相干声波的相互作用。在k-无关相互作用近似下，得到了凝聚体-声子耦合系统激发色散的解析解。占k-依赖性的结果在一个更强的修改的色散，甚至在外观的“旋子不稳定性”区域。
2011-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coherent Excitonic Quantum Beats in Time-Resolved Photoemission Measurements
通过超快激光脉冲对材料的相干激发在时间分辨光电发射测量中可以具有有趣的、可观察的动力学。超快抽运脉冲的宽光谱宽度可以相干激发多个激子能级。当这种相干激发态通过光电子能谱探测时，不同激子能级的偏振之间的干涉可以导致可观察到的相干激子拍频。本文提出了计算相干激发激子态的时间和角度分辨光电子能谱的理论方法。随后，我们应用我们的形式主义一个简单的模型例子类氢激子能级，以确定控制量子拍频的依赖关系。我们的研究结果表明，相干量子激子拍频的最明显的效果是看到中间的激发激子能级和泵浦脉冲的中心能量提供这种效果的可调谐性。
2019-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Revealing and Characterizing Dark Excitons Through Coherent Multidimensional Spectroscopy
暗激子在广泛的背景下具有根本的重要性，但是由于它们与光的弱相互作用而难以使用常规光谱学来研究。我们展示了如何相干多维光谱可以揭示和表征暗态。使用这种方法，我们确定了不同类型的暗激子在InGaAs/GaAs量子阱，并确定有关寿命，均匀和不均匀的线宽，加宽机制和耦合强度的细节。亮激子和暗激子之间的相干耦合的观察暗示了多步骤过程的作用，通过该过程，势垒中的激子可以弛豫到量子阱中。
2016-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Coherent exciton-exciton interactions and exciton dynamics in a MoSe\textsubscript{2}/WSe\textsubscript{2} heterostructure
激子之间的相干耦合是多体相互作用的核心，过渡金属二硫属化物（TMD）异质结构作为研究这些相互作用的新兴平台。我们采用多维相干光谱的单层MoSe \textsubscript{2} /WSe \textsubscript{2}异质结和观察相干耦合激子空间定位在单层MoSe $_2$和WSe $_2$。通过多体光谱，我们进一步观察到了自由层间电子空穴对的吸收态。这一观察结果产生的层间激子结合能约250毫电子伏的光谱测量。
2021-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Charge-transfer excitons in strongly coupled organic semiconductors
一维六噻吩晶格上的时间分辨和温度依赖性光致发光测量揭示了光激发到两种不同物种的固有分支：自陷激子和暗电荷转移激子（CTX; > 5%产率），半径跨越2-3个位点。显着的CTX产率的结果，由于在这些超分子纳米结构中的大的自由激子带宽（~400 meV）的Frenkel激子带的强电荷转移字符。
2009-12-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coherent X-ray Diffraction Imaging of Nanostructures
我们在这里介绍了相干X射线衍射成像（CXDI）及其在纳米结构中的应用。由于X射线自由电子激光（XFEL）的出现及其在快速发展的系列X射线晶体学技术中的应用，这种成像方法变得特别重要。我们从有限尺寸晶体上相干散射的基本描述开始。传统的晶体学应用于大样品和相干散射有限尺寸的样品之间的差异进行了概述。研究了应变场作用下有限尺寸晶体的相干散射问题。部分相干照明的晶体样品的开发。最近的实验例子表明应用CXDI的纳米晶体结构的研究，包括自由电子激光实验，也提出。
2013-04-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
An ab-initio approach to describe coherent and non-coherent exciton dynamics
利用超短激光脉冲泵浦和探测材料激活了大量的过程，这些过程涉及相互作用的电子脱离平衡的相干和非相干动力学。非平衡态多体微扰理论（MBPT）给出了系统密度矩阵的运动方程，它能很好地描述相干和非相干过程。在非相关的情况下，这两个政权和密度矩阵的矩阵元素之间有一个明确的关系。对于相关的情况，情况并非如此，其中需要考虑激子态中电子和空穴的潜在结合。在目前的工作中，我们讨论了如何NEQ-MBPT可以用来描述在低密度制度的相干和非相干激子的动力学。所提出的方法是非常适合从头实现。
2018-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coherent Coupling of WS_2 Monolayers with Metallic Photonic Nanostructures at Room Temperature
研究了室温下WS_2单层激子跃迁与金属法布里-珀罗和等离子体光学腔的强耦合。拉比分裂的101毫电子伏的法布里-珀罗腔观察到的，超过两倍的其他2D材料的报告日期。WS_2单层强耦合的增强和可见性归因于较大的吸收系数、较窄的A激子跃迁线宽和较大的自旋-轨道耦合。对于WS_2耦合到等离子体阵列，拉比分裂仍然达到60 meV，尽管不太有利的耦合条件，并显示有趣的光致发光功能。在室温下容易制造的金属谐振器中WS_2单层强耦合的明确特征表明了将轻物质杂化与自旋和谷电子学结合的许多可能性。
2016-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Polarized excitons in nanorings and the `optical' Aharonov-Bohm effect
物质的量子本质在于粒子沿其轨道运动时积累的波函数相位。一个突出的例子是Aharonov-Bohm相，它已经被研究与纳米结构的电导。然而，固体中的光学响应是由中性激发决定的，因此预期对磁通量不敏感。我们提出了一个新的机制的拓扑相的中性粒子，极化激子限制在半导体量子环。我们预测，这种磁场诱导的阶段可能会强烈影响激子在一个系统中的圆柱对称性，导致在“亮”激子基态和新的“暗”状态之间切换，几乎无限的寿命。由于激子决定了半导体的光学响应，因此预测的相位可以用于定制量子纳米结构的光子发射。
2002-07-12 cond-mat.mes-hall
Theory of Coherent Optical Control of Exciton Spin Dynamics in a Semiconductor Quantum Dot
我们利用单个量子点中的自旋极化激子来设计量子计算中基本操作的光学控制。我们研究所需的超快非线性光学过程，并使用相干非线性光学响应来推断这种过程在物理上是否合理。阐述了在单个量子点中极化激子态纠缠态的重要性及其构造。我们将我们的建议与一些利用半导体量子点的理论建议相结合。
2000-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Many-body two-quantum coherences in semiconductor nanostructures
我们提出了实验相干二维傅里叶变换光谱的激子共振在半导体量子阱的脉冲序列，隔离两个量子相干性。通过测量光谱的实部，我们可以确定光谱由多体相互作用引起的两个量子相干性主导，而不是束缚的双激子。使用动力学控制截断进行的模拟与实验吻合良好。
2009-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coherent dynamics and mapping of excitons in single-layer MoSe$_2$ and WSe$_2$ at the homogeneous limit
我们进行相干非线性光谱激子在单层的MoSe $_2$和WSe $_2$之间的薄膜的六方氮化硼封装。采用四波混频显微镜，我们确定几乎无序的自由领域，在均匀的限制产生激子的光学响应。专注于这些领域，我们测量激子均匀加宽的环境因素，即温度和激子密度的函数。利用四波混频成像，我们发现在这样的位置，激子激发态的非线性吸收和它们的相干耦合可以观察到。利用WSe $_2$异质结，我们推断了激子2S态的相干性和密度动力学。由于其增加的辐射寿命，在低温下，2S态的退相比1S跃迁的更长。虽然扫描各种异质结构在几十微米，我们得出结论，主要是由应变变化引起的障碍，仍然存在创造空间变化的不均匀加宽。
2020-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Controlled coherent-coupling and dynamics of exciton complexes in a MoSe$_2$ monolayer
量化和控制固体中光学活性激发的相干动力学和耦合对于凝聚态光学的基础研究及其在量子技术中的光电应用至关重要。在这里，我们进行超快相干非线性光谱的电荷可调的MoSe $_2$单层。实验表明，均匀和不均匀的线宽和由这种材料托管的激子复合物的人口衰减可以直接通过施加的栅极偏置，这决定了费米能级，因此自由载流子密度调谐。通过进行二维光谱，我们还表明，相同的偏置调谐方法允许我们控制带电和中性激子复合物之间的相干耦合强度。
2023-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Excitonic effects on coherent phonon dynamics in single wall carbon nanotubes
我们讨论了激子如何影响单壁碳纳米管超快光谱中相干径向呼吸模式的产生。光激发激子可以在空间上局域化，并在实空间中产生空间分布的驱动力，其中涉及激子-声子相互作用的许多声子波矢。相干声子的运动方程由Klein-Gordon方程唯象地建模，我们求解作为空间和时间的函数的振荡振幅。通过平均每纳米管长度的计算振幅，我们得到的时间依赖的相干声子振幅类似于在一些泵浦探测实验中观察到的均匀振荡。我们将这一结果解释为，实验只能看到碳纳米管中光波长上相干声子振荡的空间平均值，而微观细节则被平均化了。我们的解释是合理的，通过计算的含时吸收光谱所产生的宏观原子位移的相干声子振荡。包括激子效应的计算的相干声子谱显示实验观察到的对称峰在纳米管的过渡能量相比，如果激子效应不包括在内，将获得的非对称峰。
2013-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Using coherent dynamics to quantify spin-coupling within triplet-exciton/polaron complexes in organic diodes
量化影响有机半导体中电子跃迁的自旋-自旋相互作用对于理解其磁光电性质至关重要。通过将相干态下三个自旋相互作用的理论模型与MEH-PPV二极管上的脉冲电检测磁共振实验相结合，我们量化了由三个自旋半粒子组成的复合物内的自旋耦合。我们确定，这些粒子形成三重态激子：极化子对，其中极化子：激子交换是超过5个数量级弱（小于170 MHz）比激子内。这种方法提供了一种直接的光谱方法，用于区分耦合方案，如强结合的三离子，这已被提出发生在有机器件。
2015-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Polarized exciton emission enhancement of monolayer MoS2 coupled with plasmonic Salisbury-type absorber
等离子体介导的二维原子过渡金属二硫属化物（TMD）中光-物质相互作用的操纵关键取决于等离子体纳米结构的设计，以实现TMD中的最大光场。在这里，一个金属-绝缘体-金属索尔兹伯里型完美吸收体被制作作为本地化的表面等离子体激元的发生器。实验观察到在金等离子体混合纳米结构顶部的单层（ML）MoS 2的显着的光致发光（PL）增强高达60倍。此外，PL线偏振可以接近激子发射峰附近的约60%，并且与激发激光的偏振无关。这种Salisbury型等离子体激元-激子杂化系统为基于TMD的光电子器件的发展开辟了一条新的途径。
2021-12-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Coherent control near metallic nanostructures
我们研究了金属纳米结构附近的相干控制。与气相或液相控制的情况不同，金属纳米结构中电子的集体响应可以显著增强控制场的不同频率分量。这种增强强烈地依赖于纳米结构的几何形状，并且可以基本上修改局部控制场的时间分布。利用线性响应理论研究了纳米结构附近控制场的振幅和相位的变化。考虑并求解了寻找外部电磁场以产生所需局部控制场的反问题。
2008-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electron-hole correlations govern Auger recombination in nanostructures
通过俄歇复合的多激子态的快速非辐射衰减是影响基于半导体纳米结构的各种应用的基本过程。从理论的角度来看，在受限的半导体纳米结构中的俄歇复合的描述是一项具有挑战性的任务，由于大量的价电子和指数增长的数量的激发激子和双激子状态耦合的库仑相互作用。这些挑战限制了俄歇复合的治疗简单，非相互作用的电子空穴模型。在这里，我们提出了一种新的方法来计算俄歇复合寿命在有限的纳米结构具有数千至数万个电子，明确包括电子-空穴相互作用。我们证明，电子-空穴相关性的列入是必不可少的捕获的俄歇复合寿命的大小和形状的纳米结构的正确缩放。此外，即使对于小于激子玻尔半径的系统，也需要相关效应来获得定量准确的寿命。忽略这种相关性会导致寿命延长2个数量级。我们建立了实用的新方法，不同尺寸的CdSe量子点和不同直径和长度的CdSe纳米棒。我们的新方法是第一个理论方法来预测实验已知的量子点的通用体积标度定律，并对纳米棒中俄歇复合寿命的标度进行了新的预测。
2018-08-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Inter-layer charge transport controlled by exciton-trion coherent coupling
带电激子（trion）在其辐射复合之前的电操纵和检测的可能性使其有望成为激子器件。利用几层石墨烯/单层WS $_{2}$ /单层石墨烯垂直异质结，我们报道了由相干形成的三电子态介导的从顶部几层石墨烯到底部单层石墨烯的层间电荷输运。这是通过使用共振激发和改变样品温度来实现的，WS $_{2}$带隙中的所得变化允许我们以高光谱分辨率扫描激子-三振子光谱重叠周围的激发。通过将异质结处的垂直光电流和原位光致发光特征与激发光谱位置的函数相关联，我们表明：（1）由于增强掺杂，即使在高达463 K的温度下，trions在结处也异常稳定，并且（2）光电流是由于通过激子-trion相干耦合超快速形成trion，然后是其快速层间传输而产生的。三电子的相干形成、高稳定性、垂直输运和电探测的证明，标志着向室温三电子学迈进了一步。
2019-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Time resolved excitonic coherent polarization dynamics in GaAs multiple quantum wells
研究了GaAs多量子阱中探测脉冲激发的激子相干极化随时间演化的泵浦诱导调制。为此，我们进行飞秒时间分辨泵浦探测反射率测量使用频率上转换在正负泵浦探测延迟。激子的线性和非线性极化，这通常是不考虑在描述泵浦探测实验的干扰所产生的贡献，需要理解的结果。
2003-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Coherent transfer matrix analysis of the transmission spectra of Rydberg excitons in Cuprous Oxide
本文用相干传输矩阵方法分析了氧化亚铜薄板在黄光激子态吸收范围内的透射谱。我们证明，在通常的分析，使用比尔定律，这原来是一个相当好的近似，只有在高主量子数的光谱区域，在整个光谱范围内考虑一致的定量描述是可能的。这导致新的和更准确的参数，不仅为里德伯激子状态，但也为间接跃迁的强度。此外，该结果具有光激发后的电子-空穴对的密度的测定的后果。
2020-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exciton-Trion Coherent Interactions in a CdTe/CdMgTe Quantum Well
本文给出了CdTe/（Cd，Mg）Te量子阱中激子和三电子的零、一、二量子二维相干谱。这组光谱提供了激子和三电子非线性光学响应的独特和全面的图片。激子-激子和激子-三电子相干耦合在光谱中表现为不同的峰，而三电子-三电子相互作用的签名是不存在的。使用密度矩阵计算获得了极好的一致性，这凸显了多体效应对量子阱中相干相互作用的重要作用。
2013-08-09 cond-mat.mes-hall
Dynamic polarization of electron spins interacting with nuclei in semiconductor nanostructures
我们提出了一种新的定域电子自旋取向机制：$dynamic~electron~spin~polarization~provided~by~nuclear~spin~fluctuations$。电子的角动量是在弱磁场中通过超精细相互作用从核自旋系统中获得的。为此，样品被非偏振光照射，该非偏振光既不直接极化电子也不直接极化原子核。我们预测，在几个毫特斯拉的纵向磁场中，束缚在局域激子中的电子可以达到100%的自旋极化。对（In，Al）As/AlAs量子点中的动量间接激子进行了原理验证实验，在17 mT的磁场中测得电子自旋极化率为30%.
2020-06-23 cond-mat.mes-hall
Sum-over-states vs quasiparticle pictures of coherent correlation spectroscopy of excitons in semiconductors; femtosecond analogues of multidimensional NMR
基于激子对超快脉冲序列的非线性光学响应的二维相关光谱（2DCS）具有提供半导体中载流子动力学的一些独特见解的潜力。2DCS最突出的特征，交叉峰，可以最好地理解使用涉及多体本征态的状态求和图。然而，半导体的光学响应通常通过求解动力学变量的截断运动方程来计算，这导致准粒子图像。在这项工作中，我们推导出格林函数表达式的四波混频信号产生的各个相位匹配方向，并使用它们来建立两个图片之间的连接。指出了与Frenkel激子（硬核玻色子）和振动激子（软核玻色子）的形式联系。
2007-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-dependent coherent transport of two-dimensional excitons
我们提出了一个理论的干涉贡献的二维激子扩散系数。该理论考虑了重空穴激子的四种自旋态。单粒子、电子和空穴、自旋分裂与电子-空穴交换相互作用的相互作用导致激子的局域化或反局域化行为，这取决于系统参数。可能的激子干涉的实验表现进行了讨论。
2015-12-10 cond-mat.mes-hall
Two-photon coherent polarization flipping of confined excitons
研究了量子点中两个圆偏振激子态之间相干跃迁的双光子过程。结果表明，光翻转的激子偏振是可能的皮秒激光脉冲。这个过程与双激子的双光子拉比振荡密切相关，但它对激光频率的变化更稳定。
2007-06-06 cond-mat.mes-hall
Coherent and Incoherent Coupling Dynamics between Neutral and Charged Excitons in Monolayer MoSe2
半导体过渡金属二硫属化物的光学性质由中性激子（电子-空穴对）和带电激子（trions）两者主导，所述带电激子即使在室温下也是稳定的。虽然trion直接影响光电子器件中的电荷传输性质，但是激子可以通过激子-trion耦合和转换现象而相关。在这项工作中，我们揭示了相干和非相干性质的激子trion耦合和相关的时间尺度在单层MoSe 2使用光学二维相干光谱。激子和trions之间的相干相互作用被确定为持续几百飞秒的交叉耦合峰的量子跳动。令人惊讶的是，对于高达10 ps的更长时间，交叉耦合峰的相对强度增加，这归因于不相干的能量转移，可能是由于声子辅助的上转换和下转换过程，即使在低温下也是有效的。
2016-05-26 cond-mat.mes-hall
Exciton Transport Coherent with Upper and Lower Polaritons
本研究分解激子电流算符，通过量子主方程分析上、下极化激元对激子输运的相干贡献，发现蓝失谐时下支占优、红失谐时上支占优，并阐明激子比例与能隙为关键因素。
2024-05-25 cond-mat.mes-hall physics.optics
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
