Green exciton series in cuprous oxide
我们数值研究了氧化亚铜中绿激子的奇宇称态。考虑到黄系列，特别是黄连续谱的耦合，绿色激子是具有有限寿命的准束缚共振，不能用厄米算符描述。为了计算它们的位置和线宽，我们使用复坐标旋转的方法，导致一个非厄米复特征值问题。我们发现，占主导地位的P态的行为是非常好的近似修改后的里德伯公式使用负量子亏损。与黄光连续谱耦合引起的相应线宽随主量子数的三次方减小。
2020-02-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Eigenenergies of excitonic giant-dipole states in cuprous oxide
在这项工作中，我们提出了一种新的物种的Wannier激子暴露于交叉电场和磁场时的本征谱。特别地，我们计算了交叉场中$\textrm{Cu}_2\textrm{O}$中巨偶极激子的本征能量。在我们的理论方法中，我们计算激子光谱内的近似以及数值精确的方法为任意场配置。我们验证了稳定的束缚激子巨偶极态仅在强磁场极限下才可能存在，因为这是唯一为它们的存在提供足够深势阱的区域。比较解析和数值计算，我们得到激子巨偶极谱的能级间距范围内的$0.6\ldots100\, μ\textrm{eV}$。
2018-09-26 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph
Exchange interaction in the yellow exciton series of cuprous oxide
我们用实验和数值模拟的方法研究了氧化亚铜中黄激子的交换相互作用。通过改变数值计算中的材料参数，我们可以解释实验结果，并理解它们在复杂的能带结构和中央电池校正的起源。特别是，我们在实验上观察到的反转的邻位和对位激子的$2S$黄色激子，并解释这种现象的避免交叉与绿色$1S$ orthoexciton在一个详细的数值分析。此外，我们还讨论了交换分裂作为主量子数$n$的函数及其与类氢模型预期的$n^{-3}$行为的偏差。我们还解释了为什么观察到的绿色$1S$激子的交换分裂是黄色$1S$状态分裂的两倍多。
2021-02-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Wavefunctions and oscillator strengths of Rydberg excitons in cuprous oxide quantum wells
本研究通过B样条展开计算氧化亚铜量子阱中里德伯激子的波函数与振子强度，揭示其对称性和不可分离性，并涵盖连续谱中的束缚态。研究为理解激子光学性质提供关键理论工具。
2025-07-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Exciton mass and exciton spectrum in the cuprous oxide
具有几个晶格常数的半径的激子可以受到强烈的中心晶胞校正的影响，导致光谱与类氢里德堡系列的显著偏差，并且还导致激子质量的增强。我们提出了一种方法，这种情况下的晶格模型的基础上，采用了非抛物线能带结构，短距离修正电子和空穴之间的库仑相互作用，自旋轨道和交换耦合的影响。晶格模型允许观察交叉从大半径Wannier小半径Frenkel激子，而不调用连续近似。我们应用晶格模型的方法，特别是黄色激子系列的氧化亚铜，其中的光谱和激子质量增强，通过适应只有少数模型参数的材料特定的值。我们的研究结果预测一个强各向异性的邻位激子质量。
2018-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Linewidths in excitonic absorption spectra of cuprous oxide
本文根据Y.丰泽不仅包括声学声子，而且包括光学声子和$\mathrm{Cu_{2}O}$中激子的特殊性质，如对$1S$ -激子的中心晶胞修正，使我们能够计算T. Kazimierczuk等人[Nature 514，343，（2014）]在相同数量级内，这表明与该主题的早期工作相比有明显的改进。我们还讨论了各种进一步的影响，这解释了仍然可以观察到的理论和实验之间的差异，但很难包括在理论计算。
2016-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Interseries dipole transitions from yellow to green excitons in cuprous oxide
我们研究了氧化亚铜中黄绿激子系间的偶极跃迁，包括复杂的价带结构。为此，我们将先前对复杂绿色激子共振光谱的研究[Phys. Rev. B 101，075208（2020）]扩展到除了从晶体基态的跃迁之外的不同激子态之间的光学跃迁。这使我们能够通过更全面地处理价带结构，使用类氢模型[Phys. Rev. B 100，085201（2019）]来增强系列间跃迁的计算。
2021-08-23 cond-mat.mes-hall
Asymmetric Rydberg blockade of giant excitons in Cuprous Oxide
通过高度激发的电子态产生和控制强远程相互作用的能力是最近在许多领域取得突破的基础，从原子和分子物理[1，2]到量子光学[3，4]和技术[5-7]。里德伯激子提供了一个有前途的固态实现这样的高度激发态，其中破纪录的轨道尺寸高达一微米确实已在氧化亚铜半导体中观察到[8]。在这里，我们演示了强激子相互作用的产生和控制在这种材料中，通过光学产生两个不同的量子态的里德伯激子。这使得双色泵浦探测实验成为可能，可以详细探测相互作用。我们的实验揭示了强烈的空间相关性和国家间的里德伯封锁，延伸到几微米的非常大的距离的出现。产生的半导体激子的多体态表现出仅依赖于相互作用势的形状的普适性质，并为它的极大扩展范围和幂律特性提供了明确的证据。
2020-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Impact of the valence band on Rydberg excitons in cuprous oxide quantum wells
Universität Stuttgart（斯图加特大学）；Universität Rostock（罗斯托克大学）
本文基于卢蒂格-克恩模型，推导氧化亚铜量子阱中激子的完整哈密顿量，考虑复价带结构，揭示能量位移和简并性消除，并计算激子跃迁的振子强度。
2026-02-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Magneto-Stark-effect of yellow excitons in cuprous oxide
我们研究并比较了Voigt构型的氧化亚铜Cu $_2$ O中黄色系列的实验和数值激子光谱，从而部分扩展了Schweiner等人的结果[Phys. Rev. B 95，035202（2017）]，他们只考虑了法拉第构型。这两种构型之间的主要区别是由Voigt构型中的附加有效电场给出的，该电场是由激子通过磁场的运动引起的。这种磁斯塔克效应已经由Gross等人和Thomas等人在1961年提出[Sov. Phys. Solid State 3，221（1961）; Phys.Rev.124，657（1961）]。群论的考虑表明，最重要的是，通过降低系统的对称性，该领域显着增加了允许的线的数量。这一结论得到了实验和数值计算数据的支持。
2018-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Deviations of the exciton level spectrum in cuprous oxide from the hydrogen series
最近关于氧化亚铜中激发激子的高分辨率吸收光谱[Nature（London）514，343（2014）]已经揭示了它们的光谱与理想的类氢系列的光谱的显著偏差。在这里，我们表明，复杂的能带色散的晶体，决定了动能的电子和空穴，强烈影响激子结合能。具体来说，我们表明，带色散的非抛物线性是偏离氢系列的主要原因。从高分辨率吸收光谱在电场中收集的实验数据验证的偏离带色散的非抛物线性的分配。
2016-02-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Giant microwave-optical Kerr nonlinearity via Rydberg excitons in cuprous oxide
本文在氧化亚铜固态体系中利用里德堡激子实现了比现有固态系统高几个数量级的微波-光交叉克尔非线性，为量子网络中的微波-光频率转换奠定基础。
2023-12-01 cond-mat.mes-hall physics.optics
Quantum defects of Rydberg excitons in cuprous oxide: A semiclassical spherical model
针对氧化亚铜中高主量子数里德伯激子的能级分裂问题，本研究采用绝热方法与解析能面构建半经典球形模型，通过半经典环面量子化计算得到不同角动量态的量子缺陷。
2025-03-26 cond-mat.mes-hall
Rydberg excitons in cuprous oxide: A two-particle system with classical chaos
本文研究氧化亚铜中黄色与绿色激子系列的经典动力学，揭示黄色系列大多规则而绿色系列存在大范围混沌，表明价带结构差异导致非可积混沌运动。
2024-09-12 cond-mat.mes-hall nlin.CD
Magnetoexcitons in cuprous oxide
当使用高分辨率光谱学研究氧化亚铜中的激子光谱时，两个最引人注目的实验发现是J. Thewes等人[Phys.Rev.Lett. 115，027402（2015）]。这些结果表明，在激子理论中，考虑固体的复杂价带结构和立方对称性是不可缺少的。这对于磁激子来说更为重要，因为外部磁场会进一步降低系统的对称性。我们提出了$\mathrm{Cu_{2}O}$在外加磁场中的激子理论，特别讨论了光谱与外加磁场方向的关系，这是用简单的类氢模型所不能理解的。利用高分辨光谱，我们还提出了相应的实验光谱氧化亚铜法拉第配置。理论结果和实验谱不仅在能量方面，而且在相对振子强度方面都非常吻合。此外，该比较允许确定该半导体的第四Luttinger参数$κ$。
2016-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Classical dynamics and semiclassical analysis of excitons in cuprous oxide
本研究全面推导氧化亚铜激子的经典与半经典理论，分析其动力学的能量依赖关系，验证了该经典半经典方法的有效性，为理解激子精细结构提供新视角。
2024-03-27 cond-mat.mes-hall nlin.CD quant-ph
Exciton-polaritons in cuprous oxide: Theory and comparison with experiment
本文报道了T.~.在氧化亚铜$\left(\mathrm{Cu_{2}O}\right)$中观测到的一个主量子数的巨里德伯激子Kazimierczuk \emph{et al.} [Nature \textbf{514}，343，（2014）]不可避免地提出了一个问题，即这些准粒子是否必须在多极子框架内描述，因为激子和光子总是在固体中耦合。本文介绍了$\mathrm{Cu_{2}O}$中激子-极化激元的理论。为此，我们推广了F.~ Schweiner \emph{et al.} [Phys.~修订版~ B \textbf{95}，195201，（2017）]，对于激子动量$\hbar K$的有限值。本文导出了用F.~的完全基计算偶极振子和四极振子强度的公式。施韦纳\emph{et al.}。非常复杂的极化激元谱的三个取向的$\boldsymbol{K}$沿轴$[001]$，$[110]$，和$[111]$的高对称性和强烈的混合激子状态的报告。主要的焦点是$1S$邻激子极化激元，其中显着的极化激元效应已在实验中测量。我们建立了一个$5\times 5$矩阵模型，它既考虑了极化激元效应，又考虑了$K$依赖的分裂，并且允许处理$\boldsymbol{K}$的任何方向的各向异性极化激元色散。我们特别讨论了$\boldsymbol{K}$在垂直于$[1\bar{1}0]$和$[111]$的…
2017-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Excitonic giant-dipole potentials in cuprous oxide
在这项工作中，我们预测存在一种新的物种的Wannier激子时，暴露于交叉的电场和磁场。特别地，我们提出了交叉场中$\textrm{Cu}_2\rm O$中巨偶极激子的理论。在我们的理论方法中，我们进行了伪分离的质量中心运动的场修饰激子物种，从而获得一个有效的单粒子的相对运动的哈密顿量。对于任意规范场，我们精确地将规范依赖的动能项与有效单粒子相互作用势分离。取决于所施加的场强度和特定的场取向，电子和空穴的相对运动的电势在空间间隔高达几微米和深度高达$380\, μ\rm eV$处表现出外阱，导致可能的约300万德拜的永久激子电偶极矩。
2017-05-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Second Harmonic Generation of cuprous oxide in magnetic fields
最近，已经证明了氧化亚铜中黄色激子系列的二次谐波产生（SHG）[J.Mund等人，Phys. Rev. B 98，085203（2018）]。假设完美的$O_{\mathrm{h}}$对称性，沿某些高对称轴的SHG是被禁止的。微扰可以打破这种对称性，禁止的跃迁可能成为允许的。从理论上研究了外加磁场对氧化亚铜黄光激子谱线的影响。我们确定了两种机制，其中所施加的磁场可以引起一个禁止方向的二次谐波信号。首先，磁场本身通常会解除选择规则。在Voigt组态中，出现了额外的磁斯塔克电场。这也引起某些SHG过程，不同于单独由磁场引起的那些SHG过程。A.对手稿的补充。Farenbruch等人[Phys. Rev. B，提交]，我们进行了一个完整的数值对角化的激子哈密顿量，包括复杂的价带结构。数值结果与实验数据进行了比较。
2020-02-27 cond-mat.mes-hall
Interaction between Rydberg Excitons in Cuprous Oxide Revealed through Resonant Second Harmonic Generation
Technische Universität Dortmund（多特蒙德工业大学）；Universität Rostock（罗斯托克大学）
本研究通过共振二次谐波生成实验与半经典理论，探究氧化亚铜里德伯激子的相互作用，发现其与原子的范德瓦尔斯相互作用存在根本差异。
2026-08-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Rydberg excitons in electric and magnetic fields obtained with the complex-coordinate-rotation method
F。Schweiner等人[Phys. Rev. B 95，035202（2017）]，使用完整的基组并考虑固体的价带结构和立方对称性。在这里，我们扩展这些计算通过调查数值的氧化亚铜在电场中的自电离共振和平行的电场和磁场取向的[001]方向。为此目的，我们应用复坐标旋转方法。通过求解非厄米广义本征值问题来计算复共振能量，并通过使用相对振子强度来模拟吸收光谱。该方法使我们能够调查不同的电场和磁场强度强度的位置，寿命和形状的共振的影响。
2019-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Bound states in the continuum in cuprous oxide quantum wells
本文提出在氧化亚铜量子阱中通过调节激子约束强度实现连续谱束缚态，并用数值精确解验证了少通道耦合薛定谔方程计算线宽的准确性，表明该体系是实验识别BICs的便捷平台。
2025-02-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Temperature Study of Rydberg Exciton Optical Properties in Cu2O
Cu 2 O中的里德伯激子可以利用材料中高位激发态的夸张性质，成为固态量子信息处理的一个涌现平台。为了开发实用的量子系统，需要高温操作。在这里，我们研究了黄色和绿色里德伯激子共振的温度依赖性薄的Cu 2 O晶体通过宽带声子辅助吸收光谱之间的4 K和100 K。在4 K时，我们可以识别主量子数n = 11的黄色和n = 4的绿色里德堡激子态，超过这一点，我们受到标准吸收技术的光谱分辨率的限制。在液氮沸腾温度（~80 K）以上，n = 6黄色和n = 4绿色里德堡激子态很容易被捕获，高温黄色里德堡激子光学性质仍然表现出在低温下看到的标准标度律。这一有希望的结果奠定了一个新的路线，以建立一个高温里德堡量子信息处理架构与固态氧化铜。
2021-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magneto-photoluminescence of exciton Rydberg states in monolayer WSe$_2$
单层WSe $_2$主机的一系列激子里德堡态表示的主要量子数n = 1，2，3等，而大多数的研究集中在其吸收特性，其光发射也很重要，但少得多的研究。在-31 T到31 T的磁场作用下，测量了由氮化硼包裹的超净单层WSe $_2$中1 s- 5s激子里德堡态的光致发光。激子里德伯态表现出类似的塞曼位移，但彼此不同的抗磁位移。从它们的发光光谱、塞曼位移和抗磁位移，我们推导出1 s- 4s激子态的结合能、g因子和半径。我们的结果与理论预测和先前的磁反射实验的结果是一致的。
2019-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate-tunable exciton-polaron Rydberg series with strong roton effect
电子激子极化子是费米海（FS）中由极化电子-空穴云包裹的激子形成的假想多体准粒子。预计它将显示出丰富的多体物理和不寻常的Roton般的色散。近年来，人们用激子极化子理论解释了单层掺杂过渡金属二硫属化物（TMD）的激子光谱，但这些研究仅限于基态。激发态激子极化子由于其更大的空间范围可以表现出更丰富的多体物理，但由于其固有的微弱信号，检测是具有挑战性的。在超净单层MoSe $_2$器件中，我们用光谱学方法观察到了1 s- 3s激子里德堡系列的门控可调激子极化子。当FS扩展时，我们观察到越来越严重的抑制和陡峭的能量从低到高里德堡态的转变。他们的门依赖的能量转移超出了trion的描述，但符合我们的激子极化子理论。值得注意的是，激子-极化子吸收带和发射带以能隙分离，该能隙从基态到激发态增加。这种奇特的特性归因于类旋子激子-极化子色散，其中能量最小值发生在有限动量处。从基态到激发态，旋子效应增强。这种激子-极化子里德堡系列具有显著的多体效应和旋子效应，为探索复杂的多体现象提供了一个新的平台。
2020-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interseries transitions between Rydberg excitons in Cu$_{\mathrm{2}}$O
研究了氧化亚铜Cu $_{\mathrm{2}}$ O中黄、绿、蓝系列激子之间的红外光学跃迁。我们表明，在许多情况下，偶极子近似是不够的，特别是，它打破了黄蓝过渡，即使是中等主量子数的$n \approx 10$。激子跃迁强度的评估所需的过渡算子的带间矩阵元素来自已知的，以及从拟合的带参数。
2019-08-02 cond-mat.mes-hall
Plasma-enhanced interaction and optical nonlinearities of Cu$_2$O Rydberg excitons
我们从理论上研究了通过氧化亚铜晶体的非线性光学传输的波长，覆盖了一系列的高度激发的激子，在最近的实验中观察到的。由于这样的里德伯激子具有强的范德华相互作用，它们可以动态地打破共振激子产生的条件，并以非线性方式显着改变材料的折射率。我们从理论上探讨了这一机制，并确定了它对半导体光学性质的影响的情况下，简并对状态渐近线的里德堡激子在铜$_2$ O。在分析了稀释的剩余电子-空穴等离子体的附加效应后，我们发现与以前的传输测量定量一致，这为周围的自由电荷增强里德伯诱导的非线性提供了强有力的迹象。
2020-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Giant Rydberg excitons in Cu$_{2}$O probed by photoluminescence excitation spectroscopy
里德伯激子具有超强的相互作用、巨大的光学非线性和对外场的高灵敏度，在单光子量子传感和非线性光学中有着广阔的应用前景。为了设计量子应用，有必要知道里德伯激子和其他激发态如何弛豫到较低的激子态。在这里，我们提出的光致发光激发光谱作为一种方法来探测从各种激子状态的氧化亚铜的跃迁概率，我们显示巨大的里德堡激子在$T=38$ mK的主量子数高达$n=30$，对应于3 $μ$ m的计算直径。
2021-05-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Dynamically tunable moiré Rydberg excitons in a monolayer semiconductor on twisted bilayer graphene
莫尔激子是二维半导体中具有深莫尔超晶格势的光激发。虽然这些激发已经在几个平台中实现，但具有动态可调莫尔势以定制莫尔激子性质的系统尚未实现。在这里，我们提出了一个连续可调的莫尔电位在单层WSe 2，使其接近扭曲的双层石墨烯（TBG）附近的魔角。由于其平坦的电子能带，电荷分布是高度局域化的，并在TBG中形成三角形晶格。通过静电门控调节局部电荷密度，TBG因此提供了用于调制单层激子波函数的空间变化和动态可调的介电超晶格。通过光学反射光谱，我们观察到出射莫尔激子里德堡分支在单层WSe 2与掺杂TBG后增加的能量分裂。扭曲角的依赖性表明，观察是由于明亮和黑暗的里德伯态之间的杂交，使莫尔电位。此外，在魔角1.1°附近，由于TBG中强关联态的形成，莫尔里德堡激子在掺杂后形成了一种双折射模式.我们的研究提供了一个新的平台，工程莫尔激子，以及光学可达性的电子态与小关联隙TBG。
2023-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exciton Binding Energy and Nonhydrogenic Rydberg Series in Monolayer WS2
我们已经通过实验确定了单层WS 2中基本光学跃迁的基态和前四个激发激子态的能量，WS 2是一个模型系统，用于生长类原子薄的二维半导体晶体。从光谱中，我们建立了一个大的激子结合能为0.32 eV和一个显着的偏离通常的氢Rydberg系列的激子态的能级。我们解释这两个结果使用微观理论，其中的非局部性质的有效介电屏蔽修改的功能形式的库仑相互作用。这些强而非常规的电子-空穴相互作用预计将普遍存在于原子级薄的材料中。
2014-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magneto-Optics of Exciton Rydberg States in a Monolayer Semiconductor
我们报告了典型单层半导体WSe $_2$中激子里德堡态的65特斯拉磁吸收光谱。强烈的场依赖性和不同的能量变化的2s，3s和4s激发中性激子允许其明确的识别，并允许定量比较领先的理论模型。的大小（通过低场抗磁位移）和能量的$ns$激子状态同意非常好的详细的数值模拟使用非氢屏蔽凯尔迪什势的二维半导体。此外，在最高磁场下，弱束缚的3s和4s激子的近线性抗磁位移提供了激子约化质量$m_r = 0.20 \pm 0.01~m_0$的直接实验测量。
2018-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of Rydberg exciton polaritons and their condensate in a perovskite cavity
半光半物质激子极化激元在半导体光学腔中的凝聚是固态平台中宏观量子相干性的一个显著例子。量子相干性只有在激子成分提供的激子极化激元之间存在强相互作用时才有可能。高主值里德伯激子在冷原子中表现出较强的偶极-偶极相互作用。然而，激子成分为激发态的极化激元，即里德堡激子极化激元（REP），尚未在实验上观察到。在这里，我们第一次观察到在没有任何外部场的情况下，在单晶CsPbBr 3钙钛矿腔中形成REP。这些极化激元表现出强烈的非线性行为，导致相干极化激元凝聚体具有显著的蓝移。此外，CsPbBr 3中的REP是高度各向异性的，并且具有大的消光比，这是由钙钛矿的正交晶体结构引起的。我们的观测不仅揭示了高阶激发态相干极化激元系统中多体物理的重要性，而且为探索这些相干相互作用在固态量子光学信息处理中的应用奠定了基础.
2019-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Waveguides for Rydberg excitons in Cu$_\text{2}$O from strain traps
我们调查的里德堡激子在Cu $_\text{2}$ O从圆柱形的应力替代光陷阱的波导的形成。我们表明，可实现的潜在深度可以很容易地达到兆电子伏和陷阱频率的GHz制度。对于里德伯激子，我们发现，它是足够的，只考虑带隙的移动，而激子的结合能几乎保持不变。
2018-05-31 cond-mat.mes-hall
Magneto-spectroscopy of exciton Rydberg states in a CVD grown WSe2 monolayer
磁光光谱研究结果的激子在CVD生长单层的WSe 2封装在六方氮化硼。1 s态的发射线宽为4：7毫电子伏，接近于从散装材料剥离的单层中观察到的最窄发射。在光致发光光谱中，在较高的能量下也观察到2s激子态。磁光光谱允许确定的g-因子和激子波函数与这些排放的空间范围。我们的工作建立了CVD生长的过渡金属二硫属化合物的单分子膜作为一种成熟的技术，用于光电应用。
2019-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Rydberg Excitons and Trions in Monolayer MoTe$_2$
单层过渡金属二硫属化物（TMDC）半导体表现出强激子光学共振，这是一种微观的、非侵入性的探测其基本性质的方法。像氢原子一样，这种激子可以表现出完整的里德伯共振系列。激子在大多数TMDC（MoS $_2$、MoSe $_2$、WS $_2$和WSe $_2$）中已经被广泛研究，但是在重要的TMDC材料二碲化钼（MoTe $_2$）中缺乏对激子现象的详细探索。在这里，我们报告的激子发光性能的单层MoTe $_2$了解激子里德伯系列，高达3秒的实验研究。我们报告显着修改的发射能量与温度（4K至300 K），量化激子-声子耦合。此外，我们观察到一个强烈的门可调激子trion相互作用的所有里德堡态主要由自由载流子屏蔽，泡利阻塞，带隙重整化与第一性原理GW加上Bethe-Salpeter方程方法计算的结果一致。我们的研究结果有助于使单层MoTe $_2$更接近其在近红外光电子学和光子器件中的潜在应用。
2023-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Stark Effects of Rydberg Excitons in a Monolayer WSe2 P-N Junction
本文通过在单层WSe2 p-n结中进行光电流光谱实验，揭示了面内电场对里德堡激子的大斯塔克位移和轨道混合效应，为量子态工程与量子传感提供了新平台。
2024-02-20 cond-mat.mes-hall
Microwave-optical spectroscopy of Rydberg excitons in the ultrastrong driving regime
本文利用光学吸收光谱和Floquet理论模型，研究了Cu₂O中里德伯激子在微波超强驱动下的响应，在16倍场强范围内实现理论与实验的定量吻合，并揭示了无电离吸收连续谱等新行为。
2024-08-06 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph physics.optics
Rydberg exciton states and near-infrared light-emitting diode in monolayer MoTe2 devices
本文在BN封装的单层MoTe2器件中实验观测到近红外Rydberg激子和导带劈裂带电激子，并利用石墨底栅调制发射强度，推动MoTe2在近红外量子光电子器件中的应用。
2024-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Rydberg excitons in core-shell nanostructures II. Plasmon-exciton interaction and enhancement
Technical University of Bydgoszcz（比得哥什科技大学）
本文研究核壳Cu$_2$O纳米结构中里德伯激子与表面等离子体的相互作用，探讨四极跃迁增强及通过形状和尺寸调控电场增强的可能性。
2026-09-28 cond-mat.mes-hall physics.optics
Quantum confined Rydberg excitons in Cu$_2$O nanoparticles
里德伯激子的量子限制是利用其大的非线性量子应用的重要一步。我们在天然纳米Cu $_2$ O中观察到里德伯激子。我们解决了主量子数$n=12$在散装铜$_2$ O晶体和$n=6$从同一晶体中提取的纳米粒子。纳米颗粒中的激子跃迁变宽，并且它们的振子强度与本体中的激子跃迁相比以$\propto n^{-4}$的形式减小（以$\propto n^{-3}$的形式减小）。我们解释我们的结果，包括量子限制的纳米粒子中的激子状态的效果。我们的结果提供了一个理解的物理Cu $_2$ O里德堡激子在受限的尺寸。
2021-04-26 cond-mat.mes-hall
Attractive Coulomb interaction of 2D Rydberg excitons
从理论上分析了直接带隙半导体量子阱中高激发态激子的库仑散射过程。我们发现，与基态激子的相互作用相反，对于$s$型和$p$型二维激子，激发态激子之间的电子和空穴交换相互作用具有吸引的性质.此外，我们发现，类似于三维（3D）的高激发激子，2D里德伯激子的直接相互作用表现出范德华型的长程相互作用。结果表明，交换相互作用强度的绝对值与激子主量子数成线性关系，并为增强二维激子系统的光学非线性指明了方向.
2016-02-01 cond-mat.mes-hall
Probing Dielectric Screening in van der Waals Heterostructures via Pressure-Tuned Exciton Rydberg Series
Université Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；Université de Toulouse（图卢兹大学）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）
通过研究单层WSe₂封装在六方氮化硼中的激子里德堡系列，探测压力诱导的周围介电性质变化，提出基于层间距离压力诱导演变和hBN本体介电性质的模型，实现了对压紧hBN介电常数的直接测量，建立了一种新的介电传感方法。
2026-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhanced nonlinear interaction of polaritons via excitonic Rydberg states in monolayer WSe2
强光学非线性在实现量子光子技术中发挥着核心作用。在固态系统中，激子-极化激元是实现这种非线性的一个有吸引力的候选者，它是由材料激发和腔光子的杂化产生的。在这里，激子之间的相互作用形成了极化激子非线性的基础。虽然基态激子之间的相互作用产生显著的光学非线性，但是这种基态相互作用的强度通常不足以达到量子非线性光学和强单极化激子相互作用的范围。然而，激发态具有增强的相互作用，因此有望进入单光子非线性的量子域，如冷原子系统的高位里德堡态所示。最近在单层过渡金属二硫属化物中观察到了处于激发态的激子。在这里，我们证明了激子极化激元的形成使用的第一激发激子态在单层二硒化钨（WSe 2）嵌入在微腔中。由于较大的激子尺寸相比，其基态对应物，实现的极化激元表现出增强的非线性响应超过一个数量级，证明通过修改的腔拉比分裂。二维半导体中激发激子-极化激元及其增强的非线性响应的演示，为在固态系统中产生强光子相互作用迈出了第一步，这是量子光子技术的必要组成部分。
2019-12-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High resolution nanosecond spectroscopy of even-parity Rydberg excitons in Cu$_{2}$O
利用时间分辨二次谐波产生技术研究了氧化亚铜中偶宇称里德堡激子态。在1143 nm附近用纳秒脉冲激发了主量子数n = 5 - 12的激子态。使用时间分辨的单光子计数，相干产生的二次谐波被隔离时间和光谱从非弹性发射由于较低的自由和束缚激子状态，其中包括窄共振在1.99 eV与641 $\pm$ 7 $μ$ s的特殊寿命。近变换限制的激发带宽，使详细的测量激子lineeshape和位置，从中我们得到的值与适当的晶体对称性的S和D激子态的量子缺陷。奇宇称P和F激子态也被观察到，根据预测的四极允许的双光子激发过程。我们比较了我们的测量与传统的单光子光谱在相同的样品，并发现，SHG光谱被切断在一个较低的主量子数（n = 12比n = 15）。我们将这种效应归因于空间不均匀性和局部加热的结合，并讨论了在未来实验中观察更高主量子数偶宇称态的前景。
2021-12-15 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph
Excitons in Cu2O -- from Quantum Wells to Bulk Crystals and Additional Boundary Conditions for Rydberg Exciton-Polaritons
我们提出了一个计算含里德伯激子半导体光学函数的方案，适用于宽的维度范围。我们从二维结构开始，然后到薄膜，最后到三维大块晶体。包括极化激元的计算进行了讨论，大量的极化激元分支的情况下，所得到的理论吸收光谱与实验数据显示出良好的一致性。
2020-03-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Taming Charged Defects: Large Scale Purification in Semiconductors using Rydberg Excitons
研究半导体氧化亚铜中里德伯激子与带电杂质的长程相互作用，提出并验证“纯化”效应以中和杂质、减少杂散场，使晶体吸收率最高提升25%且持续数百微秒，并利用泵浦-探测技术区分纯化与里德伯阻塞。
2023-10-18 cond-mat.mes-hall
Signatures of Quantum Coherence in Rydberg Excitons
对于原子和半导体量子点来说，单个粒子的相干光学控制都已得到证实。在这里，我们证明了量子相干效应的出现，在半导体里德伯激子在体铜$_2$ O。由于两个相邻里德伯激子态之间的光谱接近，单频激光器可以泵浦两个共振，而失谐的耗散很小。因此，额外的共振出现在吸收光谱中，对应于由耦合到激子真空的两个里德伯激子能级组成的修饰态，形成V型三能级系统，但仅由一个激光光源驱动。我们表明，在这个系统中的纯退相的水平是非常低的。这些观测是在大块半导体中实现相干控制量子技术的关键一步。
2016-09-27 cond-mat.mes-hall
Tunable Rydberg excitons maser
我们提出了一种基于CuO的固体脉泽，其中高激发里德堡激子态的系综作为增益介质。我们表明，该系统是高度可调的外部电场，允许发射频率的范围很宽。系统动力学的数值模拟进行优化的条件，有效的激射和估计的发射功率。
2018-05-31 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Dynamics of Cu2O Rydberg Excitons -- Kerr Effect and Quantum Beats
本文研究了短时脉冲在 Cu2O 晶体中激发 Rydberg 激子引起的非线性折射与 Kerr 相移，观察到了量子拍频现象，并揭示了其时间演化对激子态数、激光功率及耗散过程的依赖。
2025-11-02 cond-mat.mes-hall
Magnetic-field driven hybridization of heavy- and light-hole Rydberg excitons in GaAs quantum wells
Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）；Condensed Matter Physics Center (IFIMAC)（凝聚态物理中心（IFIMAC））；CNR Nanotec, Institute of Nanotechnology（意大利国家研究委员会纳米技术研究所）；School of Physics and Astronomy, Monash University（莫纳什大学物理与天文学院）
基于Luttinger哈密顿量的多带激子模型，结合极化分辨磁反射测量，研究了法拉第几何下宽GaAs量子阱中里德堡激子态的磁场驱动价带杂化及其对激发态性质的影响。
2026-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exchange-split multiple Rydberg series of excitons in anisotropic quasi two-dimensional ReS$_{2}$
我们对ReS $_2$中激子的极化分辨磁致发光进行了研究。我们观察到，两个线性极化的里德伯系列激子伴随着另外两个里德伯系列暗激子，在面内磁场的增亮。所有系列外推到相同的单电子带隙，表明所观察到的激子起源于相同的山谷或从两个山谷相关的反转对称性，并通过交换相互作用分裂。为了解释我们观测到的磁增亮现象，我们必须假设主要的自旋-轨道耦合是类伊辛耦合，这暗示了ReS $_2$中电子态的近似对称性高于晶体对称性$C_i$。
2022-08-22 cond-mat.mes-hall
Effective interaction dynamics of Rydberg excitons
本文利用时间分辨的双色泵浦-探测装置，以 15 ns 的分辨率研究了 Cu$_2$O 中 Rydberg 激子的时间演化，揭示了其在不同激发场景下复杂衰减动力学中的四个主要时间尺度。
2024-09-23 cond-mat.mes-hall
Magnetooptical Properties of Rydberg Excitons - Center-of-Mass Quantization Approach
我们展示了如何计算磁光函数（吸收，反射和透射）时，里德伯激子-极化激元出现，包括电子-空穴对和电磁场之间的相干性的影响，和极化效应。利用实密度矩阵方法，得到了磁光函数的解析表达式，并对Cu $_2$ 0晶体进行了数值计算。讨论了外加磁场强度对激子谱共振位移的影响。我们报告一个很好的协议与最近发表的实验数据。
2016-10-01 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
