Optically Probing Tunable Band Topology in Atomic Monolayers
在许多原子级薄的材料中，它们的光吸收由激子跃迁主导。最近发现，在这些材料中的光学选择规则的影响附近的山谷的能带拓扑结构。我们建议，在一个单一的原子单层的门控带序，通过谷缠绕数和激子跃迁的变化，可以探测螺旋分辨吸收和光致发光。这种预测的可调能带拓扑结构的确认相结合的有效的哈密顿量和Bethe-Salpeter方程的激子的准确描述，与第一性原理计算建议其实现Sb为基础的单层。
2020-09-03 cond-mat.mes-hall
Optical Stark Effect and Dressed Excitonic States in a Mn-doped Quantum Dot
报道了半导体量子点中Mn自旋的自旋相关光学修饰态和光学斯塔克效应的观测结果。利用强激光场对Mn掺杂量子点中的真空-激子或激子-双激子跃迁进行了光修饰，并在光致发光中测量了所产生的光谱特征。我们证明了Mn原子的任何自旋态的能量可以独立地利用由控制激光诱导的光学斯塔克效应进行调谐。高分辨光谱揭示了Mn掺杂量子点的每个光学跃迁的Autler-Townes分裂依赖于功率、偏振和失谐。该实验展示了激子-Mn系统的完整光学共振控制。
2011-04-15 cond-mat.mes-hall
Interlayer Exciton Diode and Transistor
控制电荷中性层间激子（IX）准粒子的流动可能会导致低损耗激子电路。在这里，我们报告单向运输IX沿纳米级静电限定的通道中的MoSe $_2$ -WSe $_2$异质结构。这些结果是通过在石墨烯栅极中光刻定义的三角形蚀刻来实现的，以创建势能“幻灯片”。通过进行空间和时间分辨的光致发光测量，我们测量沿结构和高速激子流的漂移速度高达2 * 10 $^6$ cm/s，一个数量级大于以前的实验平稳变化的IX能量。此外，激子流可以通过使用第二激光脉冲饱和沟道中的激子群体来控制，从而展示了光学选通激子晶体管。我们的工作为低损耗激子电路，一维通道中玻色子输运的研究以及范德华异质结构中激子的自定义势能景观铺平了道路。
2022-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Damping of Exciton Rabi Rotations by Acoustic Phonons in Optically Excited InGaAs/GaAs Quantum Dots
我们报告的实验证据，确定声学声子的主要来源的激发诱导退相（EID）负责强度阻尼的量子点激子拉比旋转。EID率提取的温度依赖性拉比旋转测量的基态激子跃迁，并被发现是在密切的定量协议与声学声子模型。
2010-01-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Forster signatures and qubits in optically driven quantum dot molecules
一种在固态器件中实现量子门操作的有趣方法是使用两个垂直耦合的自组装量子点（量子点分子（QDM））来实现光驱动量子门。我们提出了一个现实的模型，在强激光激发和施加电场下的InGaAs/GaAs量子点模型中的激子动力学。动力学通过Lindblad主方程的解获得。修饰的基态作为激光能量和施加的电场的函数的地图表现出丰富的结构，包括激子反交叉，允许识别相关的耦合。偶极-偶极Forster能量转移机制的光学特征表现为几个（空间）间接激子线的分裂。此外，我们建立了一个模型的激子量子比特旋转的绝热电场循环扫描到一个福斯特隧道制度，诱导水平反交叉。所提出的量子位表现出拉比振荡之间的两个明确定义的激子对作为在反交叉的停留时间的函数。
2007-08-16 cond-mat.mes-hall
The dark side of energy transport along excitonic wires: On-site energy barriers facilitate efficient, vibrationally-mediated transport through optically dark subspaces
我们提出了一种新的，反直观的方法，暗态保护的基础上，显着提高激子的传输效率，通过“电线”包括一个链的分子网站与固有的能量梯度。具体而言，通过引入“障碍”的能量景观在定期的时间间隔沿运输路径，我们发现，不希望的辐射复合过程被抑制由于一个清晰的分离系统中的子辐射和超辐射本征态。反过来，这可以导致传输功率的许多数量级的改善，即使是非常长的链。从那里，我们分析了这种现象的鲁棒性，在系统和环境属性的变化表明，这种效果可以是有益的，在一系列不同的热和光学环境制度。最后，我们表明，这里提出的新的能源景观可能提供了一个有用的基础，克服激子扩散通常发生在有机光致发光和其他纳米级运输方案的短长度尺度，从而导致相当大的潜在改善，这种设备的效率。
2020-10-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Ultrafast creation and melting of nonequilibrium excitonic condensates in bulk WSe$_{2}$
研究了WSe体材料$_{2}$在与最低能量激子共振的相干光照射下形成的非平衡激子共辄的屏蔽动力学。谷间散射导致电子从光学填充的K谷迁移到$Σ$处的导带最小值。由于在K点处的电子-空穴不平衡，准自由空穴的等离子体发展，这有效地屏蔽了剩余激子的相互作用。我们表明，这种等离子体屏蔽导致超快熔化的非平衡共识，并在熔化相干激子和准自由电子空穴对共存。时间分辨的光谱函数表现出相反的凸性和相对光谱权重随时间变化的传导和激子边带。随时间变化的传导密度对激光强度的依赖关系和时间分辨的光谱函数都与最近的实验结果一致。
2020-11-24 cond-mat.mes-hall
Polaron spectroscopy of a bilayer excitonic insulator
提出在双层激子绝缘体中利用层内激子与凝聚体激发耦合形成层间极化激元的光谱方案，并通过量子蒙特卡洛和BCS拟设预测层间距对光学谱的调控。
2022-10-20 cond-mat.mes-hall
Negative excitonic diffusion in transition metal dichalcogenides
虽然过渡金属二硫属化物（TMD）中的激子弛豫已被深入研究，但空间激子传播仅受到很少的关注-尽管它是光电子学的关键过程并且已经显示出有趣的非常规行为（例如空间晕）。在这里，我们研究的时空动力学在TMD和跟踪的方式光激发激子在时间，动量和空间。特别是，我们调查的温度依赖的激子扩散，包括显着的激子景观所构成的亮态和暗态。基于一个完全量子力学的方法，我们在低温下，一个意想不到的负瞬态扩散。这种现象可以追溯到在TMD暗激子状态的存在，是空间激子扩散和谷间激子-声子散射之间的相互作用的结果。
2019-08-21 cond-mat.mes-hall
Excitonic switches at 100 K temperatures
光子和光电子器件可以提供以比常规电子器件更高的速度实现有效信号处理的机会。交换机形成电路的构建块，并且已经实现了快速光子交换机[1，2，3，4，5，6]。最近，激子光电子器件的原理证明被证明[7，8]。激子器件的潜在优点包括高操作和互连速度、小尺寸以及将许多元件组合成集成电路的机会。在这里，我们展示了激子开关器件在100 K左右的温度下操作的原理的实验证明。该器件基于AlAs/GaAs耦合量子阱结构，包括激子光电晶体管（EXOT）、激子桥调制器（EXBM）和激子夹断调制器（EXPOM）。与早期器件相比，工作温度提高了两个数量级，早期器件的工作温度为1.5 K [7，8]。
2009-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Excitonic valley effects in monolayer WS$_2$ under high magnetic fields
过渡金属二硫属化物可以很容易地制成原子级薄片，表现出光学散射和读出这些2D半导体中存在的极其稳定的激子准粒子的谷赝自旋的可能性。在这里，我们研究了一个单层的二硫化钨在高磁场高达30\，T通过光致发光光谱在低温下。谷简并解除所有的光学功能，特别是激子，单重态和三重态三重态，我们分别确定的g因子。虽然观察到的激子和trion共振的抗磁位移给我们洞察到这些准粒子的实空间扩展，磁场引起的谷极化效应揭示了激子和trion的色散关系在倒易空间。三重态谷极化的场依赖性与预测的三重态分裂成单重态和三重态构型是一致的。
2016-12-09 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
Impact of optically pumped non-equilibrium steady states on luminescence emission of atomically-thin semiconductor excitons
本文通过微观计算研究连续波泵浦下过渡金属二硫化物激子的非平衡稳态，发现声子辅助跃迁主导导致光致发光激发谱和偏振度出现尖锐特征。
2022-01-10 cond-mat.mes-hall
Exciton storage in a nano-scale Aharonov-Bohm ring with electric field tuning
本文研究了环上电子空穴对在垂直磁通量和面内电场作用下的光学性质。我们将展示如何调整这个激子系统从光学活性的光学暗作为这些外部领域的函数。我们的研究结果提供了一个简单的机制激子存储和读出。
2008-09-23 cond-mat.mes-hall
Voltage-controlled long-range propagation of indirect excitons in van der Waals heterostructure
间接激子（IX），也称为层间激子，可以形成激子器件的介质，激子器件的操作基于激子的受控传播。激子器件的原理证明在GaAs异质结构中得到证明，其中激子器件的操作限于低温。范德华过渡金属二硫属化物（TMD）异质结构中的IX的特征在于高结合能，使得IX在室温下稳定，并提供了创建在高温下操作的适用于应用的激子器件的机会。然而，TMD异质结构的一个特征是存在莫尔超晶格势，这被预测会导致IX能量的调制达到数十meV。这些面内能量景观可以导致IX局部化，使得在TMD和GaAs异质结构中的IX传播根本不同，并且使得在TMD异质结构中是否可以实现长距离IX传播不确定。在这项工作中，我们实现了长距离IX传播的$1/e$ IX发光衰减距离达到13微米的MoSe $_2$ /WSe $_2$异质结构。实现了对激子发光的远程控制：激子晶体管漏极的激子发光信号被栅极电压控制在40倍以内。这些数据表明，长距离IX传播是可能的TMD异质结构与预测的莫尔超晶格势。
2021-01-04 cond-mat.mes-hall
Light-triggered on/off-switchable bioelectronic FET device
我们报道了一种基于紫膜薄膜和单壁碳纳米管（SWNT）的光学活性生物电子器件的制备。光活性细菌视紫红质的二维（2D）晶体形成紫膜的光学中心，其中纯SWNT为复合物提供必要的电子支持。利用单壁碳纳米管表面功能化技术，制备了具有电光功能的稳定的杂化复合物。拉曼光谱的混合复合物显示显着的电荷转移和表面功能化的单壁碳纳米管。利用激光直接光刻技术和传统的剥离技术制备了基于生物-纳米复合物薄膜的光活性场效应晶体管。在所制造的场效应晶体管中观察到显著的光学掺杂。制造的器件显示出可重复的稳定性能，具有良好控制的光学和电子门控。器件基本上显示n型FET特性，晶体管在正栅极电压下导通。然而，相同的n型FET在可见光照射下显示出互补的p型特性，其中晶体管在负栅极电压下导通。观察到显著的光掺杂、光电导和光开关。
2017-04-15 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.chem-ph
Forster energy transfer signatures in optically driven quantum dot molecules
研究了光驱动和电选通隧道耦合量子点分子中的Forster共振能量转移机制。在缀饰激子光谱中发现了两个新的FRET诱导的光学特征。这是由激子能级占据作为泵激光能量和施加的偏压的函数构造的，类似于水平反交叉光谱测量。我们观察到的激子谱线的光谱重量和分裂的重新分配。单个激子之间的FRET诱导分裂的空间直接激子线，远离由于在分子中的电荷隧穿的反交叉。然而，附近的反交叉，一个新的签名出现作为一个弱的卫星线以下的间接激子线。FRET签名也可能发生在间接激子之间，表现为分裂的间接线。在这种情况下，签名也出现在直接双激子状态，因为间接卫星混合在隧道反交叉区域附近。
2009-06-18 cond-mat.mes-hall
Tunnelling current and emission spectrum of a single electron transistor under optical pumping
本文对单电子晶体管在光抽运下的隧穿电流和发射光谱进行了理论研究。计算是在两个能级的Anderson模型中通过Keldysh格林函数方法进行的。发现光抽运产生的量子点中的空穴为电子从发射极到集电极的隧穿提供了新的通道。因此，电子可以通过额外的通道隧穿量子点，其特征在于激子，trion和双激子状态。结果表明，隧穿电流随栅压的变化呈现一系列尖峰，尖峰间距可以用来确定激子结合能和电子-电子库仑排斥能。此外，我们发现，与在量子点中形成的激子复合物中的电子-空穴复合相关联的单光子发射可以通过电学和光学两种方式来控制。
2005-06-01 cond-mat.mes-hall
Excitonic entanglement of protected states in quantum dot molecules
考虑到与环境相互作用引起的退相干效应，计算了人工量子点分子中光生电子-空穴对的纠缠。由于系统演化为混合态，并且由于能级结构的复杂性，我们使用负纠缠度作为纠缠度的量化因子，在$d \otimes d^\prime$复合矢量空间中得到了很好的定义。通过对激子态的非幺正动力学的数值分析，我们建立了通过适当调节偏置电场$F$来产生受保护的纠缠叠加态的可行性。通过将$F$微调到接近间接激子之间的共振条件，获得具有高负性值（高纠缠度）的稳态。我们还发现，当光激发近似等于电子隧穿耦合$Ω/T_e \sim 1$时，纠缠达到最大值。在上述特定条件的实验可行性面前，我们的建议成为在凝聚态系统中寻找鲁棒纠缠态的一个有用的策略。
2015-09-30 cond-mat.mes-hall
The role of phonons for exciton and biexciton generation in an optically driven quantum dot
对于半导体量子点在量子技术中的许多应用，量子点态的良好受控态制备是强制性的。由于量子点嵌入在半导体基质中，因此与声子的相互作用通常在制备过程中起主要作用。在这篇综述中，我们讨论了三个基本上不同的光学激发方案，可用于制备激子，双激子，和叠加态的声子的影响：共振激发导致拉比旋转的激子系统，激发啁啾脉冲利用绝热快速通过的效果，和非共振激发引起的声子辅助状态的制备。我们给出了一个概述的实验和理论结果显示的声子的作用，并比较性能的计划状态准备。
2014-09-08 cond-mat.mes-hall
In-Plane Electric Field Induced Orbital Hybridization of Excitonic States In Monolayer WSe2
本研究针对单层过渡金属二硫族化合物中激子态的电场调控问题，利用光电流光谱发现面内电场可引发不同角动量里德伯激子态的轨道杂化并增强离散激发态振子强度，为二维电光调制应用提供了激子操控新范式。
2023-02-22 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Optically controllable magnetism in atomically thin semiconductors
二维层状材料中的电子态可以表现出各种各样的相关相，包括维格纳晶体、莫特绝缘体、电荷密度波和超导性。最近的实验和理论研究表明，铁磁相可以存在于电子掺杂的过渡金属二硫属化物（TMD）半导体中，但在零磁场下的稳定磁性状态一直无法检测到。在这里，我们的实验表明，介观铁磁秩序可以产生和控制的单层WSe 2在零施加磁场的局部光泵浦。在空间分辨泵浦探测实验中，我们利用激子态的偏振分辨反射率作为载流子自旋极化的探测器。当样品是电子掺杂的密度$n_e = 10^{12} cm^{-2}$，我们观察到，一个本地的，圆偏振，微瓦功率的光泵打破了等效铁磁自旋配置之间的对称性，并创建磁秩序，其延伸到介观区域大至8 μ m × 5 μ m，由样品的边缘和折叠的2D半导体。磁序的实验特征是从激子态反射的圆二色性（CD），在共振波长处的幅度超过20%。泵的螺旋度决定了磁状态的取向，磁状态可以沿着两个主平面外轴对齐。与先前在2D材料中需要非局部的、缓慢变化的磁场来操纵磁相的研究相比，所展示的利用局部和可调谐光泵浦来控制远程磁性和相应的强CD的能力是高度通用的。这一发现将解锁新的基于TMD的自旋和光学技术，并实现对二维电子气（2DEG）中相关电子相位的复杂控制。
2021-08-12 cond-mat.mes-hall
Optically trapped polariton condensates as semiclassical time crystals
我们分析了光诱导环形势阱中微腔极化激元凝聚的非平衡相变。我们发展了一个环形光阱的解析模型，它给出了一个直观的解释，最近的实验观察的偏振激元空间模式开关与陷阱的大小的变化。在附近的极化激元激光阈值，然后我们开发了一个非线性平均场模型占相互作用和增益饱和，并确定几个分叉的情况下，导致形成高角动量量子涡旋。对于实验相关的参数，我们预测出现的空间和时间有序的极化激元凝聚体（时间晶体），这可以见证频率梳的极化激元激光光谱或直接时间分辨的光发射测量。与以前的实现相反，我们的极化激子时间晶体是从非相干激子浴中自发形成的，并且不从任何周期性驱动场继承其频率。
2018-09-28 cond-mat.mes-hall
Ten-valley excitonic complexes in charge-tunable monolayer WSe$_2$
本文研究电荷可调单层WSe$_2$中激子复合物，通过含超薄电介质的电荷可调器件探测激子图景，发现10个谷被填充时出现的新型热力学稳定多体激子，拓展了激子库并为相关理论提供新试验场。
2025-11-14 cond-mat.mes-hall
Robust valley-polarized excitonic Mott states and doublons enabled by stacking-controlled moiré geometry
National Taiwan University（国立台湾大学）；University of Washington（华盛顿大学）；National Institute for Materials Science（国家材料研究所）；Arizona State University（亚利桑那州立大学）
通过调控堆叠的莫尔几何增强邻近莫尔单元间的激发子排斥作用，稳定了单位填充值的激发电子Mott态，并在低温下保持鲁棒性。
2026-03-25 cond-mat.mes-hall
Quantum entanglement and information processing via excitons in optically-driven quantum dots
我们展示了如何光驱动耦合量子点可以用来制备最大纠缠贝尔和格林伯格-霍恩-蔡林格态。操纵产生这些高度纠缠态所需的选择性光脉冲的强度和持续时间为我们提供了处理基于固态的量子信息的关键要素。理论预测表明，在激子态的退相干发生之前，可以进行几百次单量子比特旋转和受控非门。
2000-03-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
THz emission induced by optical beating in nanometer-length field-effect-transistors
给出了InGaAs晶体管通道中光激发共振单色太赫兹辐射的直接测量实验结果。发射归因于两个连续激光源的拍频的频率$f_0$的通道中的电子-空穴对的光生激发的二维等离子体波。发现Si测辐射热计在$f_0\pm 10$ GHz（$f_0$从0.3到0.5 THz）范围内存在辐射共振，数值结果支持这种高质量的辐射共振可以用晶体管沟道的不稳定性来解释。
2011-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Excitonic linewidth and coherence lifetime in monolayer transition metal dichalcogenides
过渡金属二硫属化物（TMD）是一类具有很强的库仑相互作用和光-物质相互作用的直接带隙半导体。后者解释了紧密束缚的激子，其主导了这些技术上有前途的材料的光学性质。除了光学上可接近的亮激子，这些系统还表现出各种暗激子态。它们在光谱中是不可见的，但可以强烈地影响相干寿命和来自亮激子态的发射的线宽。在最近的一项研究中，已经证明了这种暗态存在的实验证据，以及它们对TMD中光发射的量子效率的强烈影响。在这里，我们揭示了激子相干寿命的微观起源在两个代表性的TMD材料（WS $_2$和MoSe $_2$）在一个联合研究结合微观理论与光学实验。我们表明，激子相干寿命是由声子诱导的谷内和谷间散射到暗激子态。值得注意的是，根据理论预测，我们发现一个有效的激子弛豫WS $_2$通过声子发射在所有温度下。
2016-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Excitonic Complexes and Emerging Interlayer Electron-Phonon Coupling in BN Encapsulated Monolayer Semiconductor Alloy: WS0.6Se1.4
过渡金属二硫属化合物（TMD）单层膜具有优异的光学性质，包括可以通过一定螺旋度的激发光获得的谷自由度。虽然WS 2和WSe 2由于强自旋轨道耦合而以其优异的谷偏振而闻名，但光学带隙受到仅从这两种材料中选择的能力的限制。这种限制可以通过单层合金半导体WS 2xSe 2（1-x）来克服，它有望成为具有可调带隙的原子级薄半导体。在这项工作中，我们表明，高品质的BN封装单层WS0.6Se1.4继承了钨基TMD的优越的光学性能，包括~ 6 meV的trion分裂和高达~ 60%的谷偏振。特别是，我们首次证明了新兴的和门可调层间电子-声子耦合在BN/WS0.6Se1.4/BN范德华异质结构，这使得否则光学沉默拉曼模式可见。此外，新兴的拉曼信号可以大大增强的共振耦合到单层WS0.6Se1.4 A激子的2s状态。BN/WS 2xSe 2（1-x）/BN范德华异质结具有可调的带隙，从而为探索谷自由度和新兴的二维激子物理提供了一个令人兴奋的平台。
2018-12-17 cond-mat.mes-hall
Anisotropic Excitons and their Contributions to Shift Current Transients in Bulk GaAs
在14带k.p能带结构模型的基础上，通过数值求解半导体Bloch方程，得到了GaAs体材料近带隙激发的漂移电流瞬态.这种方法提供了一个透明的描述的光学诱导的激发带间，子带间，和带内激发，使不同的贡献之间的明确区分的移位电流瞬变，并充分包括谐振以及非谐振过程。在我们的数值解中使用倒易空间中的测地线网格，我们能够将电子-空穴库仑吸引力与我们的各向异性三维能带结构相结合。我们得到了激子吸收峰和连续吸收的增强，并表明激子波函数包含了显着的各向异性量。激子共振处的光学激发产生显著强度的移位电流瞬变，然而，由于电子-空穴吸引，移位距离小于上述带隙激发。因此，我们表明，我们的方法是能够提供重要的信息，在原子尺度上的超快电子动力学。
2017-08-28 cond-mat.mes-hall
Excitonic bound states in the continuum in van der Waals heterostructure metasurfaces
该研究探究范德华异质结构超表面中激子连续域束缚态的形成，提出通过激子发射率与超表面光学模式相消干涉抑制辐射损耗的机制，数值模拟证实珀塞尔因子可被抑制五个数量级以上，为量子光学和信息处理提供新可能。
2025-07-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Phonon-induced modification of polaritonic Rabi oscillations in the presence of the dark excitonic condensate
本文提出利用激子-声子相互作用探测暗激子凝聚体的方法，并揭示暗凝聚体形成对光子-明激子拉比振荡的显著修正，即光子-激子-声子极化激元效应。
2025-01-06 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Radially polarized light beams from spin-forbidden dark excitons and trions in monolayer WSe$_2$
过渡金属二硫属化物单分子膜（TMD-ML）具有丰富的光学性质，是设计新型光电子器件的理想材料。尽管在TMD-ML中存在大量的激子复合物，但主要的焦点已经放在光学明亮的中性激子上。自旋禁戒暗激子复合物已经被用于基础科学目的，但不是应用。我们报道了在ML WSe $_2$中自旋禁戒暗激子复合物作为一个容易产生径向偏振光光束的理想系统。此外，光致发光光束的空间分辨偏振可以用于二维材料中激子的基础研究。
2020-01-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Exciton-polariton interference controlled by electric field
电子哈密顿量波矢项的线性化在拓扑绝缘体和自旋电子器件中起着重要的作用。在这里，我们演示了如何外部电场控制的线性K项的激子哈密顿量在宽GaAs量子阱的幅度。利用差分反射光谱法研究了高质量样品中该项与外加电场的关系。实验数据与半经典非局域介电响应模型的计算结果之间的良好一致性证实了该方法的有效性，并为激子Datta和Das晶体管的实现铺平了道路。与Datta和Das [Appl. Phys. Lett. { \bf 56}，665（1990）]，通过在量子阱层的平面中施加具有非零分量的电场来实现在GaAs膜中向前和向后传播的激子极化激元的正干涉和负干涉之间的切换。
2020-03-09 cond-mat.mes-hall
Resonant nature of phonon-induced damping of Rabi oscillations in quantum dots
从理论上讨论了晶格动力学（声子）影响下半导体量子点中电荷（激子）自由度的光控相干动力学。我们表明，在强非线性制度的晶格响应的动力学是由声子模式和光驱动的动力学之间的半经典共振。我们强调中间态的稳定性对真正相干控制的重要性。
2004-05-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Excitonic complexes in $n$-doped WS$_2$ monolayer
我们调查的$n$掺杂WS $_2$单层嵌入在六方BN层的低温光致发光光谱中明显的发射线的起源使用外部磁场和第一性原理计算。除了中性的A激子线，所有观察到的发射线都与带负电荷的激子有关。因此，我们确定的排放由于明亮的（单重态和三重态）和黑暗的（自旋和动量禁止）负trions以及后者的光学非活性复合物的声子副本。区分了半暗三激子和负双激子。基于他们的实验提取和理论计算的$g$因子，我们确定了三个不同的家庭的排放由于激子复合物在WS $_2$：明亮，intravalley和intervalley黑暗。导带和价带中自旋分裂子带的$g$因子也被确定。
2020-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonon Sidebands in Transition Metal Dichalcogenides
激子在单层过渡金属二硫属化合物（TMD）的光学性质中起主导作用。除了光学上可接近的亮激子态，TMD还表现出大量的光学禁戒暗激子。在这里，我们表明，有效的激子-声子散射耦合明亮和黑暗的状态，并产生一个不对称的激子线的形状。观察到的不对称性可以追溯到声子诱导的边带，伴随着极化子红移。我们提出了一个联合的理论-实验研究调查这些边带在不同的TMD材料考虑到内和谷间散射通道的光学和声学声子打开的微观起源。所获得的见解有助于更好地了解这些技术上有前途的纳米材料的光学指纹。
2017-11-23 cond-mat.mes-hall
Long-range transport of 2D excitons with acoustic waves
激子是半导体中的基本光激发。操纵和传输这些准粒子的能力将使量子光子技术的激子电路和设备成为可能。最近，二维半导体中的层间激子由于其长寿命、大的激子结合能和栅极可调谐性而成为工程激子器件的有希望的候选者。然而，激子的电荷中性性质导致对面内电场的弱响应，从而抑制超过扩散长度的传输。在这里，我们证明了层间激子在双层WSe 2驱动的传播势阱诱导的表面声波（SAW）的定向输运。我们表明，在100 K，SAW驱动的激子运输被激活的阈值声功率以上，并达到20毫米，距离至少十倍长的扩散长度，仅受设备尺寸的限制。温度依赖性的测量揭示了从低温下的扩散限制制度到高温下的声场驱动制度的转变。我们的工作表明，声波是一种有效的，无接触的手段来控制激子的动力学和运输，有望实现二维材料为基础的激子器件，如激子晶体管，开关，和换能器到室温。
2022-02-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Modelling exciton-phonon interactions in optically driven quantum dots
我们提供了一个独立的审查主方程的方法来模拟光学驱动的自组装量子点的声子效应。耦合的（准）两能级激子系统的声子导致耗散和退相，其速率取决于激发条件，量子点样品的固有特性，和它的温度。我们描述了几种技术，其中包括弱耦合主方程的激子-声子耦合微扰，以及那些基于极化子变换，可以保持有效的强声子相互作用。我们还考虑声子在改变量子点设备的光发射特性中的作用，概述了我们必须如何修改标准量子光学处理来考虑固态环境的存在。
2016-06-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Polaronic polariton quasiparticles in a dark excitonic medium
本文研究了暗激子介质对激子极化激元的修饰作用，发现暗激子通过密度涨落形成相干的极化子状准粒子，并利用多体格林函数方法揭示了光-物质耦合减弱的极化子机制及双激子极化激元的产生，为二维半导体极化激元实验提供了理论解释。
2023-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
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
Magnetic brightening and control of dark excitons in monolayer WSe2
过渡金属二硫属化合物（TMDC）单层晶体作为一种具有强烈光-物质相互作用的直接带隙材料，近年来受到了广泛的关注。与最初的理解相反，导带的最小值被预测为自旋分裂。由于这种分裂和价带的自旋极化特性，WX 2（X=S，Se）中最低的激子态预计是自旋禁戒的和光学暗的。然而，到目前为止，还没有直接的实验探测这些暗带边激子，强烈影响材料的发光特性。在这里，我们展示了如何在平面内的磁场可以照亮暗激子状态，并允许他们的属性被发现在单层WSe 2实验。特别是，精确的能级的中性和带电的暗激子，并与从头计算使用GW-BSE方法进行比较。大大增加的发射和谷寿命观察到的明亮的暗态作为其自旋配置的结果。这些研究直接探测激子自旋流形，并提供了一种新的途径来调整这些原型二维半导体的光学和谷值特性。
2016-12-12 cond-mat.mes-hall
Dark and bright exciton formation, thermalization, and photoluminescence in monolayer transition metal dichalcogenides
过渡金属二硫属化物（TMD）中的库仑相互作用非常强，导致了包括紧密束缚激子形成在内的非常丰富的多粒子物理。除了光学上可接近的亮激子态，这些材料还表现出各种暗激子。由于它们甚至可以位于亮态之下，因此它们对激子动力学、寿命和光致发光具有强烈的影响。虽然最近，暗激子态的存在已被实验证明，但这些态的起源，它们的形成和动力学尚未被揭示。在这里，我们提出了一个微观研究揭示时间和能量分辨的形成和热化的明亮和黑暗的谷内和谷间激子，以及它们对不同的TMD材料的光致发光的影响。我们表明，谷间暗激子，迄今为止广泛忽视在目前的文献中，发挥了至关重要的作用，在钨基TMD引起增强的光致发光和激子寿命在升高的温度下减少。
2017-03-09 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
All optical resonant magnetization switching in $\text{CrI}_3$ monolayers
在不施加外部磁场的情况下有效地控制磁化是自旋电子学的最终目标。我们证明，在单层的$\text{CrI}_3$，磁化可以切换所有光学，通过应用的圆偏振光的共振脉冲。这是由于晶格磁化强度与亮激子跃迁的有效耦合。因此，$\text{CrI}_3$在自旋电子学和超快磁存储领域具有很大的应用潜力，是一种很有前景的功能材料。
2021-04-28 cond-mat.mes-hall
Optically discriminating carrier-induced quasiparticle band gap and exciton energy renormalization in monolayer MoS2
单层二硫化钼中的光电激发体现从电可调，库仑自由载流子和激子多体现象的层次。然而，由于相互竞争的光电效应和相互依赖的性质之间的复杂平衡，研究这些现象背后的基本相互作用（对于多体物理探索和器件应用都至关重要）带来了挑战。在这里，光学检测绑定和自由载流子的光激发被用来直接量化载流子引起的准粒子带隙和激子结合能的变化。结果明确解开的竞争效应，并突出长期的理论预测的大载流子诱导的带隙和激子重整化的二维半导体。
2017-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Exciton enhanced nonlinear optical responses in monolayer h-BN and MoS2: Insight from first-principles exciton-state coupling formalism and calculations
University of California at Berkeley（加州大学伯克利分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；National Center of Theoretical Physics（国家理论物理中心）；Institute of Atomic and Molecular Sciences, Academia Sinica（中央研究院原子与分子科学研究所）
本文通过第一性原理计算，研究了单层h-BN和MoS2中激子对非线性光学响应的影响，揭示了激子耦合机制及强峰形成原因。
2026-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Trion Engineered Multimodal Transistors in Two dimensional Bilayer Semiconductor Lateral Heterostructures
Indian Institute of Technology Kharagpur（印度理工学院卡拉格普尔分校）；Indian Institute of Technology Bombay（印度理工学院孟买分校）；Philipps-University at Marburg（马尔堡菲利普斯大学）；Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）
本研究通过二维双层半导体横向异质结实现多模态晶体管，利用内在能级分离调控三重态生成与传输，为光电和量子技术发展提供新路径。
2024-11-02 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Bright excitons with negative-mass electrons
束缚电子-空穴激子态通常不期望形成具有负有效质量的电荷。我们确定这样的激子在一个单一的层的半导体WSe 2，在那里他们引起窄带上转换的光致发光在紫外线，在能量为1.66 eV以上的第一带边激子跃迁。负的能带曲率和强的电子-声子耦合导致在光致发光光谱中具有等距峰的级联声子级数，可分辨到第九阶。从头计算GW-BSE计算与完整的电子-空穴相关揭示和解释的混合物的上导带状态，这个复杂的多体激发：一个光学明亮，束缚激子共振与半导体连续。这种激子负责原子类量子干涉现象，如电磁感应透明。由于能带曲率可以通过压力或应变来调节，因此合成具有无限约化质量的奇异准粒子（如平带激子）变得可行。
2020-06-25 cond-mat.mes-hall
Tunable Interlayer Excitons in Bilayer Graphene Nanoribbons
本研究通过激发态密度泛函计算，证明扶手椅型双层石墨烯纳米带中存在强层间激子耦合，发现其具有室温长寿命辐射特性，并指出通过堆叠顺序工程可调控激子响应与寿命。
2025-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exciton-mediated optical control of liquid-solid friction
MIPT（莫斯科物理技术学院）；Russian Quantum Center, Skolkovo（俄罗斯量子中心）；Westlake University（西湖大学）；St. Petersburg State University（圣彼得堡国立大学）；Institute of Science and Technology Austria (ISTA)（奥地利科学技术研究所）
本文提出了一种基于光生成激子与水电荷波动耦合的微观理论，研究了纳米流体系统界面摩擦，并展示了通过光学调控可显著减少纳米通道的滑移长度和液压渗透性。
2026-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.optics
Coexistence of polariton bound states in the continuum and 2D radiative excitons
Nanyang Technological University（南洋理工大学）；Università di Pavia（帕维亚大学）
本研究提出纳入激子辐射损耗的非厄米Hopfield形式论，证实存在k=0极化子BICs，为辐射激子与极化子BICs提供统一微观框架，可用于设计耦合二维激子材料的光子晶体平台。
2026-09-01 cond-mat.mes-hall physics.optics
Broken mirror symmetry in excitonic response of reconstructed domains in twisted MoSe$_2$/MoSe$_2$ bilayers
通过堆叠和扭曲的范德华异质结构的结构工程最近已被用于创建莫尔超晶格，从而实现固态系统中新的光学和电子特性。特别是，在过渡金属二硫属化物（TMD）的扭曲双层中的莫尔晶格已被证明导致激子捕获，主机莫特绝缘和超导状态，并作为独特的哈伯德系统，其相关的电子状态可以被检测和光学操纵。在结构上，这些扭曲的异质结构也具有原子重构和域形成的特征。不幸的是，由于典型的莫尔畴的纳米级尺寸（~10 nm），原子重构对这些异质结构的电子和激子性质的影响不能被系统地研究，并且经常被忽略。在这里，我们使用近0 $^o$扭转角MoSe $_2$ /MoSe $_2$双层大菱形AB/BA域直接探测激子特性的远场光学个别域。我们发现，该系统具有破镜/反转对称性，AB和BA域支持层间激子与平面外（z）电偶极矩在相反的方向。基态$Γ$层间激子（X $_{I,1}$）的偶极取向可以用电场翻转，而较高能量的K-K层间激子（X $_{I,2}$）与层内K-K激子（X $_0$）经历场不对称杂化。我们的研究揭示了晶体对称性对TMD激子的深刻影响，并指出了通过域模式工程实现拓扑非平凡系统、奇异超颖表面、集体激子相和量子发射器阵列的新途径。
2020-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Indirect exciton qubit manipulation via the optical Stark effect in quantum dot molecules
基于量子点分子中光生激子的光学斯塔克效应，提出了一种相干控制方案。我们表明，通过电压偏置失谐扫描和罗森-齐纳脉冲相互作用的组合作用，可以动态地产生和修改出现在长寿命的、空间间接激子的修饰能级之间的反交叉间隙。我们进行了数值和分析的非微扰计算的基础上的Bloch-Feshbach形式主义，这表明，这种效果诱导的机制的相干布居量子模中的间接激子的陷阱。我们的研究结果表明，它是可能的，执行一个全光学的间接激子量子比特操作，如保利-X和Hadamard量子门，跨越两个定义的轴的布洛赫球。
2016-01-19 cond-mat.mes-hall
