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
Strongly confined 2D parabolic quantum dot: Biexciton or Quadron?
用非限制性Hartree-Fock方法对InAs/GaAs抛物型量子点中的激子系统进行了理论研究。得到了激子、常规双激子和四重子-双电子双空穴四粒子系统基态结合能随磁场和限制势的变化关系。结果表明，在强约束条件下，双激子的结合能为负，而四边形的结合能为正，说明抛物型量子点的强横向约束支持四边形的形成，而不是双激子的形成.
2020-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory of In-Plane-Magnetic-Field-Dependent Excitonic Spectra in Atomically Thin Semiconductors
Technische Universität Berlin（柏林工业大学）；University of Münster（明斯特大学）；Justus-Liebig-Universität Gießen（吉森大学）
本研究提出在原子薄半导体中，平面磁场通过诱导自旋明亮与暗态激子跃迁的混合，导致自旋暗态激子明亮化，并揭示了其光谱特征的复杂相互作用。
2026-02-13 cond-mat.mes-hall
Engineering directed excitonic energy transfer
我们为工程激子转移动力学提供了一个直观的平台。我们表明，仔细考虑的光谱密度，它描述了系统浴相互作用，导致工程师的激子的转移的机会。由于纳米结构中的激子被提出用于量子信息处理和人工光合设计，因此我们的方法为工程设计广泛的所需激子动力学铺平了道路。我们仔细地描述了模型的有效性，并使用实验相关的材料参数，以显示在量子点的线性链中的定向激子转移的反直观的例子。
2010-01-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Excitonic Effects on Optical Absorption Spectra of Doped Graphene
利用第一性原理计算研究了掺杂石墨烯的多电子吸收光谱。由于掺杂石墨烯的屏蔽作用增强，自能修正和电子-空穴相互作用都降低了。然而，自能修正和激子效应几乎相互抵消，使得在不同的掺杂条件下，突出的光学吸收峰固定在4.5 eV附近。另一方面，在红外和可见光频率范围内（1 ~ 3 eV），观察到吸光度的意外增加。我们的分析表明，能带填充和电子-空穴相互作用的综合效应导致了激子对光吸收的增强效应。掺杂石墨烯的光吸收的这些独特变化对于理解相关实验和设计光电应用具有重要意义。
2011-09-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-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
Excitonic Rayleigh scattering spectra of metallic single-walled carbon nanotubes
我们对任意金属单壁碳纳米管的瑞利散射截面进行了微观计算。我们研究的重点在于激子效应及其对瑞利散射光谱特征的影响。我们的方法是基于密度矩阵理论，包括紧束缚能，载流子-光耦合以及载流子-载流子相互作用。由于折射率对散射截面的贡献，我们观察到瑞利光谱中的特征，例如从洛伦兹峰形状的强烈偏离和双峰结构中的较低跃迁$M_{ii}^-$的较大振子强度，与手性角和所研究的纳米管的直径无关。我们观察到激子结合能的范围内的$\unit[60-80]{meV}$的直径为$\unit[1.5-2.5]{nm}$的金属纳米管。激子跃迁与附近连续谱的重叠对峰形有显著影响，而对峰强度比的影响较小。所给出的结果与最近的实验数据吻合得很好。
2010-08-11 cond-mat.mes-hall physics.optics
How two-dimensional brick layer J-aggregates differ from linear ones: excitonic properties and line broadening mechanisms
研究了砖层J聚集体薄膜的激子耦合和均匀谱线宽度。我们首先分析的结构信息所揭示的两个激子探测在二维光谱。我们的第一个主要结果是，激子耦合和光谱位移之间的关系在一个二维结构是不同的（较大的位移相同的最近邻耦合）从一个一维结构，这导致估计偶极耦合在二维晶格。接下来，我们研究均匀加宽的机制-布居弛豫和纯退相-并评估它们在线性和二维聚集体中的相对重要性。我们的第二个主要结果是，纯退相占主导地位的线宽在二维系统的交叉温度，这解释了线性温度依赖的均匀线宽。这与线性聚集体相比时带边缘处的态密度降低直接相关，从而减少了布居弛豫对失相的贡献。泵浦-探测实验建议直接测量亮态的寿命，因此可以支持所提出的模型。
2016-03-16 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph quant-ph
Interlayer excitonic spectra of vertically stacked MoSe$_2$/WSe$_2$ heterobilayers
垂直堆叠的MoSe $_2$ /WSe $_2$异质结构的光谱包含额外的“层间”激子峰，其在单个单层材料中不存在，并且在面外方向上表现出显著的空间电荷分离。在前人研究的基础上，我们采用多体微扰理论方法模拟和分析了MoSe $_2$ /WSe $_2$异质双层膜的激子光谱，考虑了动量直接激子和动量间接激子。我们发现，层间激子的小振子强度和相应的光学响应与层间效应有显著的依赖关系，并使“亮”层间激子的辐射寿命在5- 200 ns（T= 4K）之间.通过求解有限动量Bethe-Salpeter方程，我们预测最低能量的激发应该是间接带隙（K $\rightarrow$ Q）上的间接激子，结合能为220.meV.然而，与最近的磁光实验和以前的理论研究一致，我们的有效激子Landé g因子的模拟表明，低能动量间接激子没有实验观察到的MoSe $_2$ /WSe $_2$异质结构。我们进一步揭示了“层间”C激子的存在与显着的激子结合能和光学振子强度，这是类似于突出的带嵌套激子在单层和少层过渡金属二硫属化物。
2021-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of dressed excitonic states in a single quantum dot
报道了对量子点修饰态的观测。通过强激光场耦合量子点的光激发激子和双激子态，并且使用探测场的差分透射来测量所得到的光谱特征。我们证明了各向异性的电子-空穴交换相互作用引起的x-和y-极化激子态之间的分裂可以通过使用由耦合场引起的AC-Stark效应而完全消除，而不会引起任何明显的谱线展宽。通过改变共振耦合场的偏振态和强度，我们可以有效地改变量子点的偏振轴。
2007-11-27 cond-mat.mes-hall
Resonant Brillouin scattering of excitonic polaritons in multiple-quantum-well structures
本文对一维多量子阱结构中激子极化激元的共振布里渊散射进行了理论和实验研究。我们得到了散射光谱的一般解析结果，适用于任意量子阱排列。应用我们的理论的具体情况下，短周期超晶格显示出一个完美的定量协议与实验结果的布里渊散射峰的高度，宽度和位置，并允许我们确定量子阱激子的能量，辐射和非辐射衰减率。我们揭示了散射光谱中激子极化激元形成的特征，并表明光谱宽度和高度对样品中的井数非常敏感。
2014-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Spectral properties of excitons in the bilayer graphene
本文研究了具有局域激子对相互作用的双层石墨烯的光谱性质。我们考虑了广义哈伯德模型，它包括层内和层间库仑相互作用参数。激子能隙参数的解用于计算双层石墨烯中的电子能带结构、单粒子光谱函数、杂化能隙和激子相干长度。结果表明，局域层间库仑相互作用是导致双层系统中半金属-半导体相变的主要原因，并计算了临界相互作用值以上的能带结构中的杂化带隙.激子带隙的形成被报道为阈值过程和动量分布函数已被数值计算。我们表明，在弱耦合限制的系统是由Bardeen-Cooper-Schrieffer（BCS）的配对状态。相反，在强耦合极限的激子凝聚态出现在半导体相，通过形成狄拉克的口袋中的倒易空间。
2017-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Non-Hermitian Bethe-Salpeter Equation for Open Systems: Emergence of Exceptional Points in Excitonic Spectra from First Principles
Hefei National Research Center for Physical Sciences at the Microscale（合肥微尺度物质科学国家研究中心）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
该研究从第一性原理推导出非厄米BSE，用于开放量子系统，揭示了过渡金属二硫化物谷激子中由耗散引起的例外点及其对极化、发光和拓扑性质的影响。
2025-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Low inhomogeneous broadening of excitonic resonance in MAPbBr3 single crystals
本文报道了用逆温结晶法从溶液中生长的MAPbBr_3单晶的光学性质。窄激子共振和孤立激子共振的光致发光温度依赖性显示出非常低的非均匀加宽Γ ~ 0.5 meV，这与MBE生长的III-V异质结构的非均匀加宽Γ ~ 0.5 meV相当，表明溶液生长的钙钛矿的高质量。激子起源的共振被证明是由其超线性的泵强度依赖性的缺陷辅助复合带的线性行为相反。此外，第一次声子副本解决MAPbBr 3光致发光光谱和归因于已知的晶格振动模式与拉曼散射光谱的比较。
2017-11-21 cond-mat.mes-hall
Impact of the valence band structure of Cu$_{2}$O on excitonic spectra
本文提出了一种计算具有复杂能带结构的直接半导体激子谱的方法。薛定谔方程求解使用一个完整的基组与库仑Sturmian函数。该方法还允许计算振子强度。在这里，我们应用这种方法来研究氧化亚铜$\left(\mathrm{Cu_{2}O}\right)$的能带结构对黄色激子光谱的影响。结果不同于那些在[物理学评论快报。115，027402（2015）];讨论并解释了差异。第二个和第三个Luttinger参数之间的差异可以通过与实验的比较来确定，但是，所有三个Luttinger参数的评估不是唯一可能的。我们的结果与能带结构的计算结果是一致的。还考虑到质心的有限动量$\hbar K$，我们表明，对于$1S$激子态观察到的大的$K$依赖的线分裂[Phys. Rev. Lett. 91，107401（2003）]与交换相互作用无关，而是与$\mathrm{Cu_{2}O}$的复杂能带结构有关。
2016-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Many-body quantum chaos in excitonic spectra from first principles
CIC nanoGUNE BRTA（纳米技术联合研究中心）；Instituto de Estructura de la Materia IEM-CSIC（物质结构研究所）
研究从第一性原理GW-贝塞耳-萨尔皮特方程计算得到的激子多体哈密顿量的量子混沌。以WS₂-石墨烯范德瓦尔斯异质结构为例，分析能量分辨光谱相关性，揭示无序驱动的从规则到完全混沌动力学的转变。
2026-07-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall nlin.CD
Davydov splitting and excitonic resonance effects in Raman spectra of few-Layer MoSe2
用8种激发能测量了少层MoSe 2的拉曼光谱。分析了仅在与各种激子态共振附近出现的新峰，并对其模式进行了归属。拉曼峰的共振分布反映了光学跃迁的联合态密度，但激子波函数的对称性导致在A激子能量处的A1g模和在C激子能量处的剪切模的选择性增强。我们还发现层内A1g，E1g和A2u模式的Davydov分裂由于层间相互作用的一些激发能附近的共振。此外，通过拟合层间剪切和呼吸模式的光谱位置和层内模式的Davydov分裂的线性链模型，我们提取的层间相互作用的强度。我们发现，对于面内和面外振动，第二近邻层间相互作用约为最近邻相互作用的30%。
2016-08-13 cond-mat.mes-hall
Excitonic absorption in gate controlled graphene quantum dots
我们提出了一个理论的激子过程中的栅极控制的石墨烯量子点。预测了具有多达百万个原子的石墨烯量子点的能隙对形状、尺寸和边缘的依赖性。结合紧束缚、Hartree-Fock和组态相互作用方法，我们发现具有锯齿形边缘的三角形石墨烯量子点在太赫兹、可见光和紫外光谱范围内同时表现出光学跃迁，这是由强的电子-电子和激子相互作用决定的。预测了光学性质与有限磁矩和外栅控制的电荷密度之间的关系。
2010-07-20 cond-mat.mes-hall
Dynamics of the Energy Relaxation in a Parabolic Quantum Well Laser
我们探索两个抛物量子阱（PQW）样品，布拉格镜和不布拉格镜，以优化玻色级联激光器的积木。将PQW微腔样品的光致发光谱与传统的嵌入式量子阱微腔样品的光致发光谱进行了比较，证明了PQW微腔样品可以实现弱耦合激光。采用非共振泵浦-泵浦激发方法研究了传统量子阱微腔和PQW微腔中的弛豫动力学。采用半经典Boltzmann方程模拟了PQW中激子布居数随抽运功率的演化和输出光强随抽运-抽运脉冲延迟的演化。拟合PQW数据证实了预期的级联弛豫，为这样的系统产生太赫兹辐射铺平了道路。
2015-08-31 cond-mat.mes-hall
Room-temperature excitonic absorption in quantum wires
我们用波导透射光谱法测量了T型量子线在室温下的吸收光谱。观察到强且窄的室温一维激子吸收峰，其显示每20根线160 cm $^{-1}$的峰值模式吸收系数，$Γ$因子为$4.3\times10^{-3}$，宽度为7.2 meV，并且具有强的极化各向异性。
2005-06-17 cond-mat.mes-hall
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
Time-resolved spectroscopy of multi-excitonic decay in an InAs quantum dot
利用高分辨时间分辨光谱研究了单个InAs量子点中多激子的衰变过程。一个级联的发射序列，涉及三个谱线被认为是在很宽的范围内的泵浦功率描述了一个简单的模型。测得的双激子衰减速率约为单激子衰减速率的1.5倍。这个比例表明存在选择规则，以及库仑相互作用对双激子波函数的显着影响。
2001-11-22 cond-mat.mes-hall
Van Hove Singularities and Excitonic Effects in the Optical Conductivity of Twisted Bilayer Graphene
我们报告了一个系统的研究扭曲双层石墨烯（tBLG）在一个大的能量范围内（1.2 eV至5.6 eV）的各种扭曲角，结合第一性原理计算的光学电导率。在以前未探索的高能量下，我们的数据显示了tBLG带中多个van Hove奇点（vHS）的特征，以及单层石墨烯带的非线性及其电子-空穴不对称性。我们的数据还表明，激子效应在tBLG的光谱中起着至关重要的作用。包括电子-空穴相互作用的第一性原理计算是必不可少的再现的电导率谱的形状，我们发现的证据与多个vHS在tBLG的状态之间的相干相互作用。
2014-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Excitonic parameters of InxGa1-xAs-GaAs heterostructures with quantum wells at low temperatures
根据低温光致发光谱的测量结果和相应的理论分析，评价了在不同生长参数下获得的GaAs/In $_{x}$ Ga $_{1-x}$ As/GaAs单量子阱异质结的特性。
2013-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exciton condensation in quantum wells. Excitonic hydrodynamics. Autosolitons
在考虑激子凝聚相形成的可能性、抽运的存在、激子寿命的有限值、缺陷对激子的散射等因素的情况下，得到了双量子阱中间接激子的流体力学方程，并得到了激子密度的亮自孤子和暗自孤子形式的新的解.本地化和自由激子状态的作用进行了分析，在形成的发射光谱。
2013-06-20 cond-mat.mes-hall
Excitonic complexes in MOCVD-grown InGaAs/GaAs quantum dots emitting at telecom wavelengths
据此，我们提出了一个全面的实验和理论研究的激子复合物的电子结构和光学性质的应变工程InGaAs/GaAs量子点（QD）生长的金属有机化学气相沉积和发射在1300 nm的电信窗口。单量子点属性已被实验确定为一些纳米结构的激发功率依赖性和偏振分辨microphotoluminescence的装置，并进一步采用8带kp理论结合配置相互作用方法的限制态计算的结果进行比较。激子复合物的起源已被证实的基础上的磁光和相关光谱研究。理解结构参数和组成（QD本身以及在相邻的应变减小层中）的影响允许区分它们中的哪些对于控制发射波长以实现电信光谱范围或影响基本激子复合物的结合能是至关重要的。所获得的结果提供了更深层次的知识控制和限制的调查结构在良好的光谱隔离的个人光学跃迁和空间限制，是至关重要的，鉴于量子点的应用在电信波长的高纯度的单光子源。
2019-08-11 cond-mat.mes-hall
Linear scaling approach for atomistic calculation of excitonic properties of 10-million-atom nanostructures
对纳米线和晶相量子点等新型纳米结构的激子性质的数值计算，必须将原子级精度与可接近的计算复杂度结合起来。关键的困难来自于激子光谱的细节来自于原子尺度的贡献，必须在包含一百万个或更多原子的大空间域上进行积分。在这项工作中，我们提出了一个一步一步的解决方案，这个问题：结合经验紧束缚和配置相互作用计划，统一线性缩放计算时间与原子建模的要点。我们基准我们的方法上的例子，研究自组装InAs/GaAs量子点。接下来，我们将我们的原子论方法应用于包含超过1000万个原子的晶相量子点。
2016-03-09 cond-mat.mes-hall
A novel site-controlled quantum dot system with high uniformity and narrow excitonic emission
我们报告了一种新开发的位置控制的InGaAs点在GaAs势垒中生长在预先图案化的金字塔凹进的金属有机气相外延的光学性质。激子发射的非均匀加宽的量子点系综被发现是非常窄的，与1.19毫电子伏的标准偏差。当与现有技术的位点控制量子点相比时，还报道了来自各个点的发射线的光谱纯度的显著改善（18-30 μ eV）。
2010-01-08 cond-mat.mes-hall
Fifth-order nonlinear optical response of excitonic states in an InAs quantum dot ensemble measured with 2D spectroscopy
利用二维傅里叶变换光谱测量了InAs量子点系综非均匀分布中激子、三电子和双激子的退相速率。对于系综中的所有量子点，每个激子态的退相速率是相似的，并且速率与激发密度无关。一个额外的光谱特征-太弱，在时间积分的四波混频信号中观察到-出现在高激发密度，并归因于$χ^{\textrm{(5)}}$双激子非线性响应。
2012-10-30 cond-mat.mes-hall
Diffusion quantum Monte Carlo study of excitonic complexes in two-dimensional transition-metal dichalcogenides
激子效应在二维半导体的光电行为中起着特别重要的作用。为了便于解释实验的光吸收和光致发光光谱，我们提供了（i）统计精确的扩散量子Monte Carlo结合能数据的Mott-Wannier模型，（施主/受主结合）激子、三电子和双激子在二维半导体中，其中电荷通过凯尔迪什势相互作用，（ii）接触对分布函数以允许载流子之间的接触相互作用的微扰描述，以及（iii）分析和分类在单层钼和钨二硫属化物中可见的不同类型的亮三电子和双激子。我们研究了双激子的稳定性，其中两个载流子是不可区分的，发现他们只有绑定时，不可区分的粒子是几倍，比可区分的。供体/受体结合的双激子具有与实验测量的双激子结合能相似的结合能。我们预测的WSe $_2$和MoSe $_2$的光致发光光谱中的所有稳定的自由和束缚激子复合物的可区分的电荷载流子的相对位置。
2017-07-28 cond-mat.mes-hall
Excitonic Zeeman Splittings in Colloidal CdSe Quantum Dots Doped with Single Magnetic Impurities
仅用单个杂质原子掺杂半导体量子点就可以完全改变其物理性质。在这里，我们报告和分析的磁圆二色性（MCD）光谱的胶体CdSe量子点样品含有平均少于一个Mn 2+每量子点。即使在这种亚单掺杂剂水平下，低温低场数据也由掺杂剂-载流子sp-d交换引起的杂质诱导的塞曼分裂主导。然而，与更重掺杂的量子点不同的是，随着场强的增加，第一个CdSe激子处的MCD强度显示出场诱导的符号翻转，反映了sp-d交换和可比量级的固有塞曼分裂之间的竞争。最不寻常的是，这两种效应之间的竞争导致了一个大的明显的位移在第一MCD峰的最大值，我们发现这是由于第一和第二激子之间的固有激子g因子的符号的差异。最后，sp-d和本征贡献的激子塞曼分裂各自表现出独特的磁场和温度依赖性，允许MCD光谱的未掺杂，单掺杂，和双掺杂量子点子系综进行分析。
2017-05-15 cond-mat.mes-hall
Microscopic picture of electron-phonon interaction in two-dimensional halide perovskites
钙钛矿由于其优异的光学性能而引起了人们的广泛关注。虽然已经确定激子主导其光学响应，但仍需要更好地理解更高激子态的影响和光学光谱中声子边带的形成。在这里，我们进行了理论研究的单层混合有机钙钛矿的激子特性-支持温度依赖的光致发光测量。通过求解Wannier方程，我们得到了微观上的激子类里德堡系列，包括它们的波函数和结合能。利用广义埃利奥特公式，我们计算的光致发光光谱表现出显着的贡献的声子边带的温度高达50 K -与实验测量一致。最后，我们预测了三个能量最低的激子跃迁的温度依赖性线宽，并确定了潜在的声子驱动的散射过程。
2020-10-14 cond-mat.mes-hall
Excitonic magneto-optics in monolayer transition metal dichalcogenides: From nanoribbons to two-dimensional response
采用纳米尺度几何结构研究了单层过渡金属二硫属化物（TMD）的磁光响应，包括激子效应。我们计算了对角电导率和霍尔电导率。激子光学霍尔电导率在独立粒子近似中得到的结果进行比较，我们发现，当激子效应被包括在内的幅度对应于一个数量级的增加。霍尔电导率被用来计算法拉第旋转光谱MoS2和WSe2。最后，我们还计算了WSe_2激子态在不同介电环境中的抗磁位移。比较计算的抗磁位移最近的实验测量，我们发现两者之间有很好的协议。
2019-05-16 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
Phase Coherent Oscillations of Excitonic Photocapacitance and Bose-Einstein Condensation in Quantum Coupled 0D-2D Heterostructure
报道了10 K下双势垒共振隧穿异质结光电容的量子相干振荡。周期性的存在和不存在尖锐的激子跃迁的光电容光谱与增加的偏压证明了强耦合的InAs量子点（0 D）和三角形GaAs量子阱（2D）之间。这种0 - 2维异质结构中的相干共振隧穿建立了激子玻色-爱因斯坦凝聚的动量空间变窄。在低于70 K时，激子密度的急剧增加表明，与每个InAs量子点锚定的激子波函数可以在200 μ m左右的宽范围内横向重叠，从而产生激子玻色-爱因斯坦凝聚体的宏观量子态。这本身就指出了在通常的2D-2D双层和耦合量子阱样品中遇到的困难，这些样品以前用于研究激子BEC。最后，我们预测如何耦合量子点和量子阱异质结构可以显示激子玻色-爱因斯坦凝聚在更高的温度。
2020-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Influence of bound and unbound electron-hole-pair populations on the excitonic luminescence in semiconductor quantum wells
本文讨论了半导体自发发射的全微观理论。该理论进行评估的量子阱系统和激子和未绑定的电子-空穴对的排放贡献的作用进行了分析。简化近似的完整理论和它们的有效性范围进行了讨论。数值解实验相关的情况下，它表明，测量光谱的详细分析需要在相同条件下的吸收和发射的知识。
2006-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Tensor-network methodology for real-space super-moiré excitons
Aalto University（阿尔托大学）；Utrecht University（乌得勒支大学）
本文提出了一种张量网络方法，用于计算超摩尔系统中超过十亿个站点的激发能谱，展示了激子子带形成和摩尔诱导的空间限制。
2026-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Coherent Excitonic Coupling in an Asymmetric Double InGaAs Quantum Well Arises from Many-Body Effects
利用光学二维相干谱研究了非对称双InGaAs量子阱。零量子、一量子和二量子二维光谱的收集提供了双阱相干光学响应的独特而全面的图像。两个量子阱激子之间的耦合的相干和非相干的贡献是明确分开的。与密度矩阵计算的良好的协议表明，相干阱间耦合起源于多体相互作用。
2014-01-29 cond-mat.mes-hall
Influence of the effective layer thickness on the groundstate and excitonic properties of transition-metal dichalcogenide systems
本文提出了一个计算过渡金属-二硫族化合物单层和多层体系相互作用基态和近带隙光谱的自洽方案。该方法结合了多层环境中的库仑相互作用势的介电模型，重整化基态的间隙方程，和Dirac-Wannier方程来确定激子的性质。为了解释垂直于其基本平面的单个单分子膜的延伸，在库仑相互作用势中引入了有效厚度参数。的例子的MoS $_2$的数值计算表明，所产生的有限尺寸效应导致显着的修改的光学光谱，再现实验观察到的激子共振系列的非氢的功能。应用多层结构的理论，从单层到大块的近带隙光学性质得到一致的描述。除了众所周知的面内激子，层间激子也发生在多层系统中，这意味着对大块材料实验结果的重新解释。
2017-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multidimensional Analysis of Excitonic Spectra of Monolayers of Tungsten Disulphide: Towards Computer Aided Identification of Structural and Environmental Perturbations of 2D Materials
尽管2D材料在广泛的应用中具有很大的前景，但设备的激增及其对现实生活需求的满足仍然远远没有实现。实验上可获得的样品通常经历广泛的扰动（波纹和褶皱、点和线缺陷、晶界、应变场、掺杂、水嵌入、氧化、边缘重建），显著偏离理想模型的性质。这些扰动，一般来说，可以纠缠或发生在群体中，每个群体形成一个复杂的扰动，使可观察到的物理性质的解释和解开同时作用的影响，即使是一个非常重要的任务经验丰富的研究人员。在这里，我们概括了单层WS2的激子光谱的统计相关性分析，获得高光谱吸收和光致发光成像，到一个多维的情况下，并通过无监督的机器学习算法检查多维相关性。使用主成分分析，我们能够确定4个主要的组件，分别与拉伸应变，无序引起的吸附或嵌入的环境分子，多层区域和电荷掺杂。这种方法有可能从简单的光学测量中确定WS2单层或其他2D材料的局部环境，并为单层物质的先进的机器辅助表征铺平了道路。
2020-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Raman Spectra and Excitonic Effects of the novel Ta$_2$Ni$_3$Te$_5$ Monolayer
本文研究了新型二维Ta$_2$Ni$_3$Te$_5$单层的拉曼光谱与激子效应，发现其为稳定的间接带隙半导体，具有特定的拉曼/红外活性模式及显著的线性光学各向异性与高激子束缚能。
2024-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical fingerprint of bright and dark localized excitonic states in atomically thin 2D materials
点缺陷、局部应变或杂质可以对原子级薄的二维材料的光学响应产生关键影响，因为它们为激子提供捕获电势。这些被捕获的激子在光致发光光谱中作为新的共振出现在亮激子下方，甚至可以用于单光子发射。虽然在确定性引入缺陷方面取得了很大进展，但关于它们对2D材料光学指纹的影响知之甚少。在这里，基于微观的方法，我们揭示了本地化的亮激子态的直接签名以及本地化的动量暗激子的间接声子辅助边带。局域激子的可见性强烈地依赖于温度和无序势宽度。这导致在不同的制度，其中无论是明亮或黑暗的本地化状态是占主导地位的光谱。我们追溯这种行为之间的相互作用无序诱导的激子捕获和谷间激子-声子散射过程。
2019-08-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Origin of the Background Absorption in Carbon Nanotubes: Phonon-Assisted Excitonic Continuum
一维半导体中的激子效应可以与更高维度中的激子效应有质的不同。特别地，索末菲因子，即带边以上激子连续吸收与自由电子-空穴对产生的比率，已经显示小于1（即，抑制）而它大于1（即，增强）在2D和3D系统中。强连续谱抑制确实存在于半导体单壁碳纳米管，一个典型的一维半导体。然而，碳纳米管的吸收光谱通常与Lorentzian和多项式背景基线的组合拟合，几乎没有物理意义。在这里，我们在对齐的单手性（6，5）碳纳米管薄膜进行吸收测量。所获得的光谱与通过求解玻尔兹曼散射方程（即，量子福克-普朗克方程），涉及三种不同类型的准粒子之间的59种不同类型的跃迁。具体来说，我们考虑了光子，声子和激子之间的微观相互作用，包括它们的分散体，这明确地表明，背景吸收是由于声子辅助从半导体真空到激子的有限动量连续态的跃迁。实验和理论之间的良好的协议，我们得到的建议，我们的数值计算技术可以无缝扩展到计算强出平衡多体动力学和时间分辨光谱在低维材料。
2021-07-19 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Temperature dependent excitonic effects in the optical properties of single-layer MoS$_2$
温度影响光电子器件中二维材料的性能。实际上，这些材料的光学特性通常在室温下实现。然而，大多数{\it ab-initio}研究尚未包括任何温度效应。因此，重要的功能，从而被忽视，如激子峰的相对强度和它们的加宽，直接相关的温度和非辐射激子弛豫时间。我们提出{\it ab-initio}计算单层MoS $_2$，一个原型的二维材料，作为温度的函数，使用密度泛函理论和多体微扰理论的光学响应。我们使用全旋量波函数计算电子-声子相互作用，即，充分考虑了自旋-轨道相互作用的影响。我们发现束缚激子（$A$和$B$峰）和共振激子（$C$峰）随温度的变化表现出不同的行为，表现出不同的非辐射线宽。我们得出结论，吸收光谱的不均匀加宽主要是由于电子-声子散射机制。我们的计算解释了以前（零温度）的理论光谱的缺点，并与在室温下获得的实验光谱匹配良好。此外，我们解开的声学和光学声子模式的准粒子和激子线宽的贡献。我们的模型还允许识别哪些声子模式耦合到每个激子状态，共振拉曼散射实验的解释有用。
2016-04-04 cond-mat.mes-hall
Excitonic Resonance Effects and Davydov Splitting in Circularly Polarized Raman Spectra of Few-Layer WSe2
本文用八个激发能的圆偏振拉曼光谱研究了少层二硒化钨（WSe 2）的拉曼光谱。250 cm-1附近的主E2 g1和A1 g模式在不考虑偏振的拉曼光谱中表现为单峰，但通过使用圆偏振拉曼散射来分辨。研究了E2 g1和A1 g模的共振行为。首先，E2 g1和A1 g模在与激子态共振附近增强。A1 g模在一些激子共振附近表现出三层或更厚的Davydov分裂。低频拉曼光谱显示剪切和呼吸模式，涉及刚性振动的层，也表现出强烈的依赖于激发能。在19 cm-1处出现了一个不依赖于层数的未识别峰，该峰与1.96 eV（632.8 nm）处的B激子态接近共振。通过比较模态频率和Davydov分裂与线性链模型，估计了层内和层间相互作用的强度，次近邻相互作用对层间相互作用的贡献约为近邻相互作用的34%。在1.58 eV激发下观察到Fano共振，发现其起源是双声子散射和间接带跃迁之间的相互作用。
2017-08-01 cond-mat.mes-hall
Orbital, spin and valley contributions to Zeeman splitting of excitonic resonances in MoSe$_2$, WSe$_2$ and WS$_2$ monolayers
我们提出了一个全面的光学研究的激子塞曼效应在过渡金属二硫属化物单分子膜，这是讨论比较选定的材料：MoSe $_2$，WSe $_2$和WS $_2$。我们引入一个简单的半唯象描述的磁场演化的基本子带中的单个电子态考虑三个附加组件：谷，自旋和轨道项。我们证实了所提出的描述的有效性，通过检查塞曼分裂的中性和带电的激子共振吸收型光谱。所有三项的值都是根据实验数据估计的，证明了谷项对于一致描述光学共振（特别是对应于带电状态的共振）的磁场演化的重要性。所建立的模型进一步利用磁致发光数据的讨论。我们提出了一个解释所观察到的大g-因子值的低能量发射线，由于所谓的绑定/本地化的激子在钨基化合物中，基于暗激子态的增亮机制。
2018-03-01 cond-mat.mes-hall
Melting of excitonic insulator phase by an intense terahertz pulse in Ta$_2$NiSe$_5$
本研究探讨了Ta$_2$NiSe$_5$对太赫兹脉冲的光学响应，发现强电场通过量子隧穿诱导激子解离产生载流子，导致激子相部分熔化与金属化，且其机制不同于强光激发。
2023-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dielectric constant of monolayer transition metal dichalcogenides across excitonic resonances
我们分析了低维过渡金属二硫属化物（TMDC）的介电函数光谱，使用一个完全解析模型的复杂介电函数，适用于分数维空间。我们提取的$A$和$B$激子的维数，以及它们的洛伦兹加宽宽度，通过拟合模型的光子能量（1.5 - 3 eV）的光谱范围内的实验数据。我们的研究结果表明，最低的地面激子状态的示范性单层材料（MoS $_2$，MoSe $_2$和WSe $_2$）的介电性能的显着贡献。激子维数参数化的过程，基础的限制和多体库仑效应以及基板屏蔽效应，这简化了分析的电光性能在低维系统。这项研究突出了潜在的理论模型作为有价值的工具，用于解释光谱，并在寻求理解的相关动力学之间的$A$和$B$激子对TMDC的介电函数。
2018-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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 Tonks-Girardeau and charge-density wave phases in monolayer semiconductors
二维半导体中的激子为多体相互作用的基础研究提供了一个新的平台。特别是，空间间接激子之间的偶极相互作用可能会产生强相关的物质相，到目前为止已经超出了实验的范围。在这里，我们表明，激子少体系统中的原子薄过渡金属dichalcogenides经历了一个从Tonks-Girardeau的电荷密度波制度的交叉。为此，我们考虑到现实的系统参数和预测的有效激子-激子相互作用势。我们发现，对关联函数包含的多体交叉已经在小激子数的关键签名，并表明，光致发光光谱提供了这些强相关的量子多体状态容易访问的实验指纹。
2021-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Many-Electron Effects on Optical Absorption Spectra of Strained Graphene
采用第一性原理GW+Bethe Salpeter方程方法研究了单轴应变石墨烯的电子结构和光吸收谱，并考虑了多电子效应.外加应变不仅引起各向异性费米速度，而且使狄拉克锥的轴倾斜。结果，应变石墨烯的光学响应显著改变;光学吸收是各向异性的，强烈地依赖于入射光的偏振方向和应变取向;来自原始石墨烯的π-π* 跃迁的特征单个光学吸收峰分裂成两个峰，并且都显示增强的激子效应。在红外区域内，单轴应变石墨烯的光吸收率不再是常数，因为对称性破缺和相关的各向异性激子效应。在可见光范围内，我们观察到一个突出的光学吸收峰，这是由于电子-空穴相互作用引起的显著的红移，使我们能够改变拉伸石墨烯的可见颜色和透明度。最后，我们还揭示了增强的激子效应在紫外区（8至15电子伏特），其中几个几乎绑定激子被确定。
2011-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Negative activation energy and dielectric signatures of excitons and excitonic Mott transitions in quantum confined laser structures
大多数情况下，光学光谱被用来研究激子的物理，而它们的电学证据几乎没有探索。在这里，我们研究了一个正向偏压激活的差分电容响应的GaInP-AlGaInP基多量子阱激光二极管跟踪激子的存在，使用电气测量。发光后负激活能的出现被理解为在中等范围的载流子注入下稳态激子布居的化学特征。在用分子束外延生长的InGaAs-GaAs量子点激光器结构中也观察到类似的确证结果。随着偏置的增加，测得的差分电容响应慢慢消失。这表示在GaInP-AlGaInP激光二极管中激子相到电子-空穴等离子体的逐渐Mott跃迁。随着正向偏压的增加，电致发光光谱中越来越多的高能量尾部的指数形状进一步证实了这一点，这源于自由电子和空穴的非简并种群的增长。激子的电学和光学性质之间的这种实验相关性可以用于推进下一代激子器件。
2016-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quasi-steady electron-excitonic complexes coupling in a two-dimensional semiconductor
Institute for Advanced Studies, Wuhan University（武汉大学高等研究院）；Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics and Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所和凝聚态物理北京国家实验室）；School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理科学学院）；Songshan Lake Materials Laboratory（松山湖材料实验室）；Wuhan Institute of Quantum Technology（武汉量子技术研究院）
本研究通过ARPES揭示二维半导体WSe2中准稳态激子复合体的光-物质相互作用，发现其在电子激发态生成及电荷密度波形成中的作用。
2025-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
