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
Photocurrent characteristics of individual GeSe2 nanobelt with Schottky effects
采用化学气相沉积技术成功地生长了GeSe2单晶纳米带。利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪和拉曼光谱仪对纳米结构的形貌和结构进行了表征。电子输运特性，光电导特性，和温度依赖性的电子特性进行了检查的设备上的个人GeSe 2纳米带。局域光电导研究表明，器件的大的光响应主要发生在金属-NB接触区。此外，从电流-电压特性和空间分辨光电流测量中提取了纳米带-Au接触的电学肖特基性质和GeSe 2纳米带的p型导电性质。在可见光范围内的高灵敏度和快速的光响应表明单个GeSe 2纳米带器件在实现光电开关方面具有潜在的应用。
2013-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Circular and linear magnetic quantum ratchet effects in dual-grating-gate CdTe-based nanostructures
本文报道了在太赫兹波段由交变电场引起的极化敏感磁量子棘轮效应的观测和系统研究。在具有叉指双栅横向超晶格的（Cd，Mn）Te基量子阱结构中检测到了这种效应。连续太赫兹激光辐射激发的直流电流在零磁场下表现出比光电流大得多的1/B周期振荡。施加到DGG的各个光栅栅极的栅极电压的变化使我们能够以可控的方式改变横向不对称的程度和符号。数据表明，光电流反映了由不同的栅极电位引起的横向不对称的程度。我们表明，磁棘轮光电流包括塞贝克热棘轮效应以及“线性”和“圆形”棘轮，这是敏感的驱动电磁力的相应的极化的影响。在半经典方法的框架下进行的理论分析，并考虑到朗道量子化描述的实验结果很好。
2017-10-16 cond-mat.mes-hall
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
Near-field magneto-caloritronic nanoscopy on ferromagnetic nanostructures
近场光学显微术是近年来发展迅速的一种新技术。在这封信中，我们介绍了一个近场诱导的对比度机制时产生的导电表面，表现出磁矩，暴露于纳米级的热源。样品对局部热梯度的近场激发的磁热响应导致由局部磁化状态确定的对比度。通过比较测量的磁参考样品的电响应与数值模拟，我们得出的估计的场增强和相应的温度分布在样品表面上诱导。
2018-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Thermal Effects on Photon-Induced Quantum Transport
从理论上研究了电接触下的二能级量子点中的激光诱导量子输运。我们的方法，基于非平衡格林函数技术，允许包括光子诱导的量子输运和激子相干动力学的热效应。通过求解一组耦合的积分微分方程，涉及相关和传播函数，我们得到的光电流和点占领作为时间的函数。特征相干拉比振荡被发现在职业和光电流，与两个不同的源退相干：非相干隧穿和热波动。特别地，对于增加的温度，点变得更加热占据，这收缩了拉比振荡的振幅，由于泡利阻塞。最后，由于光子和热诱导电子布居之间的相互作用，光电流可以随着时间的推移而切换符号，并且可以通过调谐激光强度来最大化其稳态值。
2014-04-04 cond-mat.mes-hall
Tuning intraband and interband transition rates via excitonic correlation in low-dimensional semiconductors
我们表明，电子空穴相关性可以用来调整带间和带内的光学跃迁率在半导体纳米结构，至少有一个弱限制的方向。价电子到导带的跃迁速率可以通过一个因子$(L/a_B)^{N}$来提高--$L$是弱限制方向的长度，$a_B$是激子玻尔半径，$N$是纳米结构的维度--而带内和价带间跃迁的速率可以通过相反的因子$(a_B/L)^{N}$来减慢。添加一个迄今未充分探索的自由度工程激子跃迁速率，这种大小的依赖性是各种光电应用的兴趣。它还提供了一个超线性体积缩放的双光子吸收（TPA）的横截面最近报道的CdSe纳米片的解释，从而奠定了基础，以获得前所未有的TPA截面，远高于传统的双光子吸收剂。此外，我们的概念解释了背景的有效性的普遍连续吸收方法的颗粒浓度的测定通过本征吸收。我们的方法的潜在应用包括低激发强度共焦双光子成像，双光子自相关和交叉相关具有更高的灵敏度和前所未有的时间分辨率，以及基于TPA的光学稳定和优化量子级联激光器的子带间跃迁速率。
2018-06-02 cond-mat.mes-hall
Excitonic Effects in the Optical Spectra of Graphene Nanoribbons
本文采用第一性原理计算方法研究了扶手椅型石墨烯纳米带的光学性质。AGNR的降低的维数引起亮激子态和暗激子态的增强的电子-空穴结合能（对于宽度w ~ 1.2 nm的GNR为0.8-1.4 eV），并且由于振子强度从连续跃迁到激子态的几乎完全转移而显著改变光谱。三个不同的家庭的AGNRs的激子的特性进行了比较和讨论。本文发现的增强激子效应预计在石墨烯基纳米结构的光电子应用中具有重要意义。
2007-07-20 cond-mat.mes-hall
Electroluminescence and photocurrent generation from atomically sharp WSe2/MoS2 heterojunction p-n diodes
p-n二极管代表了用于各种光电功能的最基本的器件构建块，但是由于不能将它们选择性地掺杂到p型或n型半导体中，因此难以在原子级薄的过渡金属二硫属化物（TMD）中实现。在这里，我们报告的第一个演示的原子薄和原子尖锐的异质结p-n二极管垂直堆叠的p型单层二硒化钨（WSe 2）和n型少层二硫化钼（MoS 2）。电气测量表明，具有良好定义的电流整流行为和1.2的理想因子的二极管特性。光电流映射显示快速的光响应在整个重叠区域的最高外量子效率高达12%。电致发光研究表明，显着的带边激子发射和显着增强的热电子发光。系统的研究表明，不同的层数依赖的发射特性，并揭示了重要的洞察力的起源热电子发光和电子轨道相互作用的性质在TMD。我们相信，这些原子薄的异质结p-n二极管代表了一个有趣的系统，用于探测的基本电光性质的TMD，并可以开辟一条新的途径，以新颖的光电子器件，如原子薄的光电探测器，光电转换器，以及自旋/谷偏振光发光二极管和片上激光器。
2014-09-15 cond-mat.mes-hall
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
A non-Markovian optical signature for detecting entanglement in coupled excitonic qubits
我们确定了一个光学签名检测纠缠在实验纳米结构系统，包括耦合激子量子位。这个签名欠其强度的非马尔可夫动力学效应的二阶时间相干函数的发射辐射。我们计算了选择性光激发和集体光激发的自相关函数和交叉关联函数，证明了发射光的相干性确实携带了初始多量子比特态纠缠的信息.我们还表明，这个签名可以生存在一个嘈杂的环境中存在。
2007-02-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Pump driven normal-to-excitonic insulator transition: Josephson oscillations and signatures of BEC-BCS crossover in time-resolved ARPES
我们考虑基态宽禁带带绝缘体在经过适当的选择和物理相关的高度激发态后转变为非平衡激子绝缘体（NEQ-EI）。NEQ-EI相，其特征在于复杂的序参量的自持振荡，整齐地遵循从Konstantinov-Perel'轮廓上的非平衡格林函数处理。我们提出了第一{ \em ab initio}能带结构的LiF，基态体绝缘体，在不同的NEQ-EI状态，并表明，这些状态可以产生目前可用的泵浦脉冲。我们着重讨论了时间分辨ARPES谱的两个一般特征：（1）在泵浦驱动过程中，激子的谱结构经历了一个由凸到凹的形状转变，{ \em伴随}系统的态经历了一个BEC-BCS交叉;（2）在泵浦驱动之后在不同时间照射的阿秒脉冲$t_{\rm delay}$产生光电流，该光电流在具有泵浦的$t_{\rm delay}$中{ \em振荡}，可调谐频率-我们表明，这种现象是类似于一个异国情调的约瑟夫森结的交流响应。
2019-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Excitons in nonlinear optical responses: shift current in MoS$_2$ and GeS monolayers
本研究提出一种基于从头算紧束缚哈密顿量和Bethe-Salpeter方程的二维材料激子二阶光学响应计算方法，发现MoS₂和GeS单层中暗态2p类激子对位移电流贡献与1s类激子相当，激子理论预测的带隙内光电流比独立粒子理论高一个数量级。
2024-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory of highly excited semiconductor nanostructures including Auger coupling: exciton-bi-exciton mixing in CdSe nanocrystals
我们提出了一种限制在半导体纳米结构中的高激发相互作用载流子的理论，并结合了具有不同激发次数的激发态之间的俄歇耦合。导出了连接激子、双激子和三激子复合物的库仑矩阵元，给出了中性多激子复合物断裂成带正、负电荷多激子复合物的直观图象。通过分析CdSe球形纳米晶体中双激子和激子的耦合，说明了一般的方法。电子和空穴态的计算使用原子$sp^3d^5s^*$紧束缚哈密顿量，包括一个有效的晶体场分裂和表面钝化。对于每一个数目的电子-空穴对的多体光谱计算的组态相互作用的方法。低能量相关的双激子能级被分解成带电荷的复合物：一个空穴和一个带负电荷的trion以及一个电子和一个带正电荷的trion。在高激发态激子谱中，通过俄歇过程发现了一个耦合到双激子能级的子空间。关联双激子和激子态之间的相互作用是用精确对角化技术处理。这允许提取的双激子的光谱函数，并将其特征宽度和振幅的耦合系统的相干时间演化的特征振幅和时标。结果表明，这个过程可以描述的费米黄金法则，只有当一个快速弛豫的激子子系统占。
2011-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetically induced Circular Photogalvanic Effect in Symmetric Two-dimensional Materials
Hangzhou Dianzi University（杭州电子科技大学）；University at Buffalo, State University of New York（纽约州立大学布法罗分校）
该研究提出利用磁效应突破圆光电流效应对反演对称性破缺材料的限制，阐明了磁圆光电流效应的机制，分析了相关光学吸收响应，拓展了CPGE机制并为光电器件提供新机遇。
2026-08-11 cond-mat.mes-hall
Quantum information processing in semiconductor nanostructures
凝聚态物理的一个主要问题是固态量子计算机是否能够被建造出来。在这里，我们讨论了两种不同的方案，量子信息处理使用半导体纳米结构。首先，我们展示了光驱动耦合量子点如何通过改变选择性光脉冲的强度和持续时间来制备最大纠缠的Bell和Greenberger-Horne-Zeilinger态。该装置允许我们在耦合量子点阵列中进行激子态的量子隐形传态的全光产生。其次，我们提出了一种基于核磁共振（NMR）的量子点系统中量子逻辑门的可靠实现和长退相干时间的方案，其中的核磁共振是由外磁场中的少电子量子点的基态跃迁控制的.这些系统中存在的环境诱导的退相干效应的动力学演化进行了讨论。
2000-09-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
The Excitation Ladder of Cavity Polaritons
多维相干光谱学直接解开在线性光谱中重叠的多个激发态。本文报道了半导体极化激元二极管中的多维相干光电流谱，并探讨了腔极化激元的激发阶梯。我们测量双重和三重避免交叉对和三重态的激子极化激元，展示了强耦合光和装饰的二重态和三重态半导体激发。这些结果表明，与微腔强耦合的多激发激子态可以描述为两个耦合的量子非谐梯。
2020-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Enhanced light absorption in all-polymer biomimetic photonic structures by near-zero-index organic matter
天然光合光子纳米结构可以显示复杂的光物质相互作用，包括增强的光吸收慢光，即使是高度色素系统。除了基本的生物学方面，这些天然纳米结构作为先进光子器件的蓝图非常有吸引力。但由于大多数有机光子结构的折射率对比度较低，这种纳米结构的软物质仿生实现具有挑战性。具有近零折射率（NZI）光学性质的激子有机材料允许克服这些瓶颈。在这里，我们证明了NZI薄膜的组合成光子多层膜，如在自然界中发现的，使宽带可调谐的强反射率以及慢光吸收增强和定制的光致发光特性在整个可见光谱。此外，它表明，这种复杂的光学响应是可调的，铺平了道路的基础上的所有聚合物和近零折射率材料的光子结构的有源器件的发展。
2021-11-30 cond-mat.mes-hall physics.optics
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
Harmonic generation of graphene quantum dots in Hartree-Fock approximation
本文在哈特里-福克近似下研究石墨烯量子点的谐波产生，结合紧束缚模型与密度矩阵方法推导半导体布洛赫方程，揭示激子效应显著增强光学响应，并证明谐波可通过几何构型高度调控，为非线性光学纳米器件提供候选方案。
2025-07-17 cond-mat.mes-hall physics.optics
Ultrafast transition from coherent to incoherent polariton nonlinearities in a hybrid 1L-WS2/plasmon structure
该研究利用超快2DES观测1L-WS2/等离激元混合结构，发现约70 fs内相干极化激元向非相干激发转变，并带来超过20倍的偏振依赖非线性增强。
2025-07-28 cond-mat.mes-hall
First-principles approach to excitons in time-resolved and angle-resolved photoemission spectra
我们发现，任何{ \em准粒子}或GW近似的自能不捕获激子的功能，在时间分辨（TR）的光电子能谱。在这项工作中，我们提出了一个第一性原理的方法，并提出了一个可行的图解近似来解决这个问题。我们还推导出一个替代公式的TR光电流，其中涉及一个单一的时间积分较小的格林函数。图解近似适用于{ \em松弛}制度，其特征在于存在准稳态激子和消失的极化。该理论的主要特点是，必须使用{ \em激发}格林函数来评估图。由于这不是标准的，因此详细介绍了解析推导。最后的结果是较小的格林函数的表达式，它的量都可以用{ \em ab initio}来计算。所提出的理论的有效性说明在一个一维模型系统的直接差距。我们讨论了可能的情况下，并突出一些普遍的激子峰的功能。结果表明，在TR { \em}和角分辨光电能谱中可以观察到激子色散。
2016-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Nonequilibrium Green's Function simulation of Cu2O photocathodes for photoelectrochemical hydrogen production
本文建立基于 NEGF 的 PEC 水分解电池 Cu2O 光电阴极模拟，自洽耦合静电、光子散射与反应过电势，准确再现伏安和阻抗实验并给出纳米尺度能量分辨载流子信息。
2023-11-03 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph physics.comp-ph
