Ballistic spin transport in exciton gases
传统的自旋电子学依赖于载流子的自旋输运，例如半导体晶体中的电子。这带来了几个并发症：泡利原理阻止载流子以相同的速度移动;库仑排斥导致电子流的快速退相。自旋光电子学是传统自旋电子学的一种有价值的替代方法。在自旋光电子器件中，自旋电流由电中性的玻色子准粒子：激子或激子-极化激元携带。它们可以形成高度相干的量子液体，并在宏观距离上携带自旋。付出的代价是玻色子自旋载流子的有限寿命。我们提出的激子弹道自旋输运理论，它可以应用到一系列的系统，其中玻色子自旋输运已被报道，特别是间接激子耦合GaAs/AlGaAs量子阱。我们描述了电子和空穴的自旋轨道相互作用对激子自旋的影响，解释了外磁场引起的塞曼效应，激子共振的长程和短程交换分裂.我们还考虑了激子的非线性输运，讨论了激子自旋电流、极化电流和自旋电导率的定义。
2013-11-06 cond-mat.mes-hall
Quantum Simulation of Semiconductor Excitons in Ultracold Dipolar Fermi Gases
Heidelberg University（海德堡大学）；Harvard University（哈佛大学）；University of Warsaw（华沙大学）
受TMD半导体激子物理研究启发，研究冷原子系统中激子类似物形成。通过单组分费米子，预测冷原子激子存在，展示用晶格调制光谱观察及量子气体显微镜绘制波函数的方法，为模拟复杂电子态奠定基础。
2026-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
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
Brightened spin-triplet interlayer excitons and optical selection rules in van der Waals heterobilayers
研究了过渡金属双硫族化合物异质双层结构中自旋三重态层间激子的光学性质，并与自旋单重态层间激子进行了比较。令人惊讶的是，发现自旋三重态激子的光学跃迁偶极与自旋单重态激子的光学跃迁偶极处于相同的数量级，与其中自旋三重态物质被认为是暗的单重态相比的单层激子形成鲜明对比。与单层激子的自旋守恒（自旋翻转）跃迁偶极只能耦合到平面内（平面外）偏振的光不同，由于平面外镜像对称性的破坏，层间激子的这种限制被消除。我们发现，作为层间原子注册的变化，层间激子的光学跃迁偶极子之间的相反的圆极化的平面内和平面外的自旋三重态和自旋单重态物种。因此，两种物质的激子都具有不可忽略的耦合到平面内和平面外传播的光子模式中，这是与激子主要耦合到平面外传播通道中的单层的另一个明显差异。在给定的原子登记处，自旋三重态和自旋单重态激子具有不同的谷偏振选择规则，允许层间激子的谷构型和自旋单重态/三重态构型的选择性光学寻址。
2018-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical control of hybrid exciton transport in a van der Waals heterostructure
本研究通过垂直电场调控范德华异质结构中激子的层杂化与多体相互作用，揭示了不同杂化程度激子的偶极依赖输运特性，为激子器件和新兴物质态研究提供支撑。
2023-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Spin Hall Effect of Excitons
从理论上研究了碱金属卤化物和Cu_2O中激子的自旋霍尔效应。在这两个系统中，自旋霍尔效应的结果从贝里曲率在k空间中，它成为非零，由于提升的简并激子状态的交换耦合。激子的轨迹可以直接看作是从激子发射的圆偏振光的空间依赖性。它使我们能够在实空时间内直接观察自旋霍尔效应。
2008-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Up- and Down-Conversion between Intra- and Inter-Valley Excitons in Waveguide Coupled Monolayer WSe2
在单层（1L）过渡金属二硫属化物（TMD）半导体中存在两个自旋分裂谷，支持根据自旋和谷量子数分类的多功能激子物种。虽然自旋为0的谷内激子（称为“亮”激子）很容易观察到，但其他类型的激子，如自旋为1的谷内激子（自旋为暗）和自旋为0的谷间激子（动量为暗）更难以获得。在这里，我们开发了波导耦合1L二硒化钨（WSe2）设备来探测这些激子物种。特别是，TM耦合到原子层的面外偶极矩使我们不仅能够有效地收集，而且还共振填充自旋1暗激子，有望开发具有长谷寿命的设备。我们的工作揭示了几个上转换过程，带来了一个复杂的耦合网络连接自旋0和自旋1谷内和谷间激子，表明谷间散射和自旋翻转是非常常见的过程中的原子层。这些实验结果加深了我们对二硒化钨激子物理的理解，并说明平面光子器件能够利用TMD半导体中的多功能激子物种。
2020-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical Controllable Spin-Polarization in Two Dimensional Altermagnets via Robust Spin-Momentum Locking Excitons
研究预测反铁磁V$_2 X_2$O中存在本征自旋动量锁定激子，其具有高结合能和长寿命，实现了室温零外场下的稳健自旋极化，为先进光自旋电子学的全光操纵提供了新范式。
2025-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Slow Exciton Spin Relaxation in Single Self-Assembled In$_{1-x}$Ga$_x$As/GaAs Quantum Dots
采用原子经验赝势方法计算了单个自组装In $_{1-x}$ Ga $_x$ As/GaAs量子点中声学声子辅助的激子自旋弛豫.我们发现，从亮到暗激子态的转变是由库仑关联效应引起的。由精细组态相互作用计算得到的激子自旋弛豫时间在纯InAs/GaAs量子点中约为15- 55 $μ$ s，在合金量子点中甚至更长。这些结果与以前的理论和实验结果相矛盾，这些结果表明激子自旋时间非常短（几ns），但与最近的实验表明激子具有长自旋弛豫时间（$>$ 1 $μ$ s）一致。
2013-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electric-Field Tuning of Spin-Dependent Exciton-Exciton Interactions in Coupled Quantum Wells
我们的实验表明，电场降低了耦合双量子阱中致密自旋极化激子气体的两个组分之间的能量分离，在$\sim $ 35 kV/cm的电场下，从$\sim 4$ meV的最大分裂到零。这种减少，由于场诱导的激子波函数的变形，解释了现有的计算中的自旋相关的激子-激子相互作用与电子-空穴分离的变化。然而，一个新的理论，认为修改屏蔽与分离需要考虑到观察到的依赖于两个激子组件的个别能量的激发功率。
1999-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ab initio calculations of spin-nonconserving exciton-phonon scattering in monolayer transition metal dichalcogenides
利用$\textit{ab initio}$方法研究了二维过渡金属二硫族化合物中激子与声子耦合的自旋非守恒弛豫通道。结合$\text{GW}$ -Bethe-Salpeter方程方法和密度泛函微扰理论，计算了单层WSe $_{\text{2}}$中自旋翻转散射的电子-声子和激子-声子耦合矩阵元，并进一步分析了影响这些散射强度的微观机制.我们发现声子可以产生有效的面内磁场，翻转激子的自旋，产生与自旋守恒弛豫互补的弛豫通道。最后，我们计算了自旋翻转激子-声子弛豫时间随温度的变化。我们的方法和分析可以推广到研究其他二维材料，并将刺激自旋翻转激子弛豫动力学的实验测量。
2022-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Long-lived populations of momentum- and spin-indirect excitons in monolayer WSe$_2$
过渡金属二硫属化合物单层膜是研究激子配合物多体相互作用的一个很有前途的平台。在单层二硒化钨中，基态激子是暗的（自旋间接），并且谷简并允许低能量暗动量间接激子形成。暗激子物种和光学可及的亮激子（X）之间的相互作用可能在确定X在高功率下的光学性质以及限制可以实现的最终激子密度方面发挥重要作用，但迄今为止对这些相互作用知之甚少。在这里，我们证明了长寿命的密集人口的动量间接谷间（$X_K$）和自旋间接谷内（D）暗激子的时间分辨光致发光测量（Tr-PL）。我们的研究结果揭示了一个有效的态间转换之间的X到D激子通过自旋翻转过程和一个之间的D和$X_K$激子的交换相互作用介导的（D + D到$X_K$ + $X_K$）。此外，我们还观察到由于$X_K$激子的强激子屏蔽，X激子的持续红移，其响应时间在亚ns的时间尺度内，揭示了非平凡的态间激子-激子相互作用。我们的研究结果提供了一个新的洞察亮和暗激子之间的相互作用，并指出一种可能性，采用暗激子研究激子凝聚和valleytronics。
2020-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Brightening of spin- and momentum-dark excitons in transition metal dichalcogenides
单层过渡金属二硫属化物（TMD）由于其由亮激子态和暗激子态组成的显著激子景观而成为当前研究的焦点。虽然暗激子在光谱中不可直接看到，但它们对激子动力学有很大的影响，因此对它们的理解对于潜在的基于TMD的应用至关重要。在这里，我们研究了暗激子通过与声子和面内磁场相互作用的增亮机制。我们在WS $_2$、WSe $_2$和MoS $_2$中发现了动量暗激子和自旋暗激子的清晰特征，而MoSe $_2$的光致发光仅由亮激子决定.特别是，我们揭示了背后的机制都是自旋\textit{and}动量暗态的MoS $_2$的亮度。我们的研究结果与最近的实验结果是一致的，有助于更好地微观理解的激子景观在TMD。
2020-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
On-demand confinement of semiconductor excitons by all-optical control
在凝聚态物理中，通过建立对冷却和捕获技术的彻底控制，原子系统已经取得了显着的进展。在半导体中，这种方法也可以提供一种确定性的方法来实现利用激子气体的集体量子现象的长期目标。虽然长寿命激子简单地使用低温装置冷却到非常低的温度，但工程限制势一直是一项具有挑战性的任务。这种程度的控制是最近才实现的高要求的纳米制造工艺实现的设备。在这里，我们展示了这种技术的替代方案，并显示如何适当的光激发允许在原位操纵激子传输。我们的方法是基于光控制的注入和空间图案的电荷被困在一个场效应器件。因此，产生了电场梯度，并实现了激子偶极子的微观陷阱或反陷阱。因此，任何限制几何形状都可以通过成形激光激发的空间轮廓来实现。因此，我们成功地捕获激子气体的密度范围内的量子相关性预测在我们非常低的浴温度。
2012-02-15 cond-mat.mes-hall
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
Excitonic transport driven by repulsive dipolar interaction in a van der Waals heterostructure
本研究针对范德瓦尔斯异质结中稀薄体系的层间激子，探究排斥偶极相互作用对其输运动力学的影响，通过时空分辨光致发光成像观测发现相互作用可使扩散系数提升一个数量级，为激子器件发展提供了新方向。
2021-10-15 cond-mat.mes-hall
Spin--flip Limited Exciton Dephasing in CdSe/ZnS Colloidal Quantum Dots
在CdSe/ZnS纤锌矿量子点中的最低亮激子的退相时间测量从5 K到170 K，并使用灵敏的三光束四波混频技术不受光谱扩散影响的激子精细结构内的密度动力学进行比较。纯退相通过声学声子占主导地位的初始动力学，其次是指数零声子线退相的109 ps在5 K，远快于10 ns激子辐射寿命。零声子线退相是由声子辅助的自旋翻转从最低亮态到暗激子态来解释的。这证实了激子寿命的温度依赖性和直接测量的亮暗激子弛豫。我们的研究结果给出了一个明确的证据，在这些纳米晶体的激子退相的物理起源。
2011-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Brightening odd-parity excitons in transition-metal dichalcogenides: Rashba spin-orbit interaction, skyrmions, and cavity polaritons
奇数角动量激子态在过渡金属二硫属化物单层中是暗到亮的，只能通过双光子探针来解决。此外，$2p$激子态预计会显示出精细的分裂，这是由材料的特殊电子能带结构引起的，其特征在于每个谷周围的有限Berry曲率。在这项工作中，我们详细研究了光子耦合到$p$激子态，我们发现，Rashba自旋轨道相互作用或Skyrmion在过渡金属dichalcogenide基板可以利用工程师有限的光学选择规则。基础机制依赖于激子角动量与Rashba自旋轨道相互作用或Skyrmion拓扑电荷的缠绕的匹配。在光子腔中，由于光子限制，耦合增强，并且所产生的极化激子分支获得与$2p^\pm$激子的混合，从而提供了检测激子精细分裂的有用工具，并且使得奇宇称暗激子能够新颖地使用。
2020-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Stability of trions in strongly spin-polarized two-dimensional electron gases
本文报道了n型调制掺杂ZnSe/Zn（Cd，Mn）Se量子阱在较宽的费米能级和自旋劈裂范围内带负电荷激子（X-trions）的低温磁光致发光研究。磁性成分的选择使得这些磁性二维电子气（2DEG）即使在低磁场下，在所研究的整个电子密度范围内（5 e10 ~ 6.5 e11 cm^-2）也是高度自旋极化的。这种自旋极化对X-的形成和能量有显著的影响，其惊人的结果是三电子电离能（将X-与中性激子分离的能量）遵循温度和磁场可调的费米能。大的塞曼能量使X-在nu=1量子极限不稳定，超过该量子极限，出现新的PL峰并持续到60特斯拉，表明形成自旋三重态带电激子。
2000-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Exciton Spin Hall Effect In Arc-Shaped Strained WSe$_2$
本文提出利用弧形应变WSe₂中的谷间激子动力学，在无外电场条件下实现激子自旋霍尔效应，并证明其诱导的毫特斯拉级磁场可通过磁光或超导量子干涉技术检测。
2024-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Ultrafast spin-resolved spectroscopy reveals dominant exciton dynamics in conducting polymer polyaniline
导电聚合物聚苯胺（PANI）由于其独特的电学和光学特性而具有广泛的光电应用。虽然已经进行了大量的工作来理解平衡性质，但控制其非平衡光学响应的电荷类型的性质几乎没有被理解;许多研究已经争论了PANI中光生电荷类型的性质，特别是它是基于极化子还是激子。在这里，我们报告的实验证据表明，聚苯胺的电荷弛豫动力学主要由激子。利用超快自旋分辨泵浦-探测光谱，我们观察到聚苯胺的电荷动力学是强烈的自旋极化，表现出自旋保利阻塞效应。包括自旋独立和spindependent动力学的调查表明，没有自旋翻转过程中涉及的电荷弛豫。这为PANI中激子主导的光响应提供了令人信服的证据。
2013-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Measurement of the Spin-Forbidden Dark Excitons in MoS2 and MoSe2 monolayers
激子的结合能为几百毫电子伏的控制过渡金属二硫属化物单层的光学性质。因此，了解这些激子的精细结构对于了解这些2D材料的光电特性至关重要。在这里，我们测量的激子精细结构的二硫化钼和MoSe 2单层封装在氮化硼的磁光致发光光谱在磁场高达30 T。在横向磁场中进行的实验揭示了MoS2单层中自旋禁戒暗激子的增亮：我们发现暗激子出现在亮激子下方14 meV处。在倾斜磁场中进行的测量提供了中性激子精细结构的可想象的描述。实验结果与考虑交换相互作用对亮、暗激子态以及与磁场相互作用的模型一致。
2020-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin transport of indirect excitons
通过测量激子辐射的空间分辨圆偏振态，观察了GaAs/AlGaAs耦合量子阱中间接激子的自旋输运。激子自旋输运超过几个微米起源于长的自旋弛豫时间和间接激子的长寿命。
2009-05-13 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
Spin transport of indirect excitons in GaAs coupled quantum wells
通过测量激子辐射的空间分辨圆偏振态，观察了GaAs/AlGaAs耦合量子阱中间接激子的自旋输运。激子的自旋输运源于间接激子的长自旋弛豫时间和长寿命。
2008-11-26 cond-mat.mes-hall
Control of Spin Dynamics of Excitons in Nanodots for Quantum Operations
这项工作提出了一个步骤，进一步主动控制的自旋激子动力学的量子极限的新视角。半导体纳米点中自旋极化光激发的激光操纵被用来控制两个相互作用的激子的自旋动力学。飞秒激光脉冲的整形使量子操作保持在退相干时间内。计算的保真度的操作和应用程序的完整解决方案的基本量子计算算法证明在理论上的可行性量子控制。
2001-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Bound spin-excitons in two-dimensional electron gas
发展了二维电子气中磁性杂质俘获自旋激子的理论。考虑了电子与过渡金属杂质散射的共振模型，计算了自旋激子的束缚势。该势是自旋选择性的，并且能够结合具有零角动量的自旋激子。为了捕获具有非零角动量m的激子，势必须超过一定的阈值，取决于m。
2001-04-04 cond-mat.mes-hall
Ultrafast Hidden Spin Polarization Dynamics of Bright and Dark Excitons in 2H-WSe$_2$
本研究利用STARPES探测2H-WSe$_2$中亮、暗激子的隐藏自旋极化动力学，揭示了亮激子自旋极化的谷间散射衰减机制，及暗激子作为自旋库在范德华异质结自旋注入中的应用潜力。
2023-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
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
Real-time observation of spin-resolved plexcitons between metal plasmons and excitons of WS$_2$
二维过渡金属二硫族化物（TMD）中共振耦合的金属等离子体激元和自旋解耦的亮激子之间的强光-物质相互作用可以产生离散的自旋分辨激子-等离子体激元（plexciton）。人们已经在低温条件下对纳米腔中的自旋激子-极化激元进行了一些研究，但是，在时域上对自旋分辨激子的研究仍然缺乏成功的实现。在这里，我们能够识别这两个自旋分辨plexcitons离散在室温下，并研究其超快的时间动力学尺寸可调的$Au-WS_{2}$混合纳米结构使用飞秒泵浦探测光谱技术。此外，我们属性的激子和等离子体激元之间的零失谐实现在$\sim$ 7.0 ps随着瞬态拉比分裂能量超过$\sim$ 250 meV的自旋plexcitons，验证极化激元形成的强耦合条件。因此，在金属-TMD平台中实现这些新颖的自旋激子对于在室温下操作的量子光子学中的基本理解及其可能的未来应用都是有趣的。
2019-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Spin coherence of a two-dimensional electron gas induced by resonant excitation of trions and excitons in CdTe/(Cd,Mg)Te quantum wells
利用皮秒抽运-探测克尔旋转技术，对二维电子气（2DEG）中长寿命自旋相干的产生机制进行了实验研究。研究了CdTe/（Cd，Mg）Te量子阱中稀释的2DEG。电子和空穴之间的强库仑相互作用导致中性激子和带负电荷的激子（trion）的大结合能，这允许人们通过共振光学激发来选择性地寻址激子或trion态。从理论上分析了不同的自旋相干产生方案，其中包括直接光生三电子、光生激子形成三电子和电子-激子交换散射。实验和理论之间的良好协议。
2007-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Magneto-Optical Quantum Switching in a System of Spinor Excitons
在这项工作中，我们研究了二维半导体量子环激子与Rashba和Dresselhaus自旋轨道相互作用的磁通量垂直于环的平面线程的磁光性质。通过计算激子的Aharonov-Bohm谱，研究了库仑效应和自旋轨道效应对Aharonov-Bohm谱的影响。从激子的光-物质相互作用中，我们发现对于纯量激子，存在自发复合的开放通道，导致明亮的光致发光光谱，而偶极激子的禁止复合导致暗的光致发光光谱。我们研究了持续电荷和自旋电流的产生。对自旋取向的探索表明，通过调节自旋轨道相互作用的强度，激子可以被构造成具有特定自旋极化的压缩复合物。此外，相干运动的偶极激子获得非平凡的双Aharonov-Casher相位，从而产生持续的偶极电流和自旋偶极电流。我们的研究表明，自旋-轨道相互作用的操纵提供了一个潜在的应用量子环旋量激子在纳米尺度的磁光开关。
2017-05-25 cond-mat.mes-hall
Giant Valley-Zeeman Splitting from Spin-Singlet and Spin-Triplet Interlayer Excitons in WSe2/MoSe2 Heterostructure
过渡金属二硫属化合物（TMDC）异质结具有II型排列，具有独特的层间激子，其可能具有自旋三重态和自旋单重态。然而，相关的光谱特征仍然难以捉摸，强烈阻碍了层间激子的莫尔电位调制的理解。在这项工作中，我们明确地确定自旋单重态和自旋三重态层间激子的WSe 2/MoSe 2异质双层与60度的扭曲角通过门和磁场相关的光致发光光谱。单重态和三重态层间激子在K谷和K'谷之间都表现出巨大的谷-塞曼分裂，这是单重态层间激子和三重态层间激子的大的Lande g因子的结果，其实验测定分别为~ 10.7和~ 15.2，与理论预期很好地一致。单重态和三重态层间激子的PL显示相反的螺旋度，由原子注册表确定。螺旋分辨光致发光谱（PLE）研究表明，在共振激发下，层间激子的单重态和三重态都是高度谷极化的，且在~ 20 K时，单重态层间激子的谷极化趋于一致.具有巨大谷塞曼分裂的高度谷极化的单重态和三重态层间激子激发了自旋电子学和谷电子学的未来应用。
2019-12-26 cond-mat.mes-hall
Surface spin magnetism controls the polarized exciton emission from CdSe nanoplatelets
名义上抗磁性的胶体CdSe纳米片的表面可以表现出顺磁性，由于悬空键（DBS）的未补偿的自旋。我们发现，在高磁场高达15特斯拉的光学光谱使用激子自旋作为探针的表面磁性。激子发射的圆偏振的强非线性磁场依赖性由DBS和激子自旋极化以及暗激子的自旋相关复合决定。激子-DBS交换相互作用的符号可以通过纳米片生长条件来调节。
2019-09-30 cond-mat.mes-hall
Dynamic generation of spin spirals of moiré trapped carriers via exciton mediated spin interactions
叠层过渡金属二硫属化物（TMD）形成莫尔超晶格为探索莫尔俘获载流子的多体关联现象提供了令人兴奋的机会。另一方面，TMDs双层中存在长寿命的层间激子（IX），这是一种具有长自旋谷寿命的基本激发，可以通过光学或电学注入。在这里，我们发现，通过移动IX和载流子之间的库仑交换，IX浴可以介导海森堡和Dzyaloshinskiii-Moriya型的摩尔陷阱载流子之间的自旋相互作用，分别由激子密度和激子自旋电流控制。我们表明，强海森堡相互作用，和非常长的范围Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用在这里可以共同建立强大的自旋螺旋磁秩序Mott-Wigner晶体状态在各种填充因子，螺旋方向控制的激子电流。
2022-12-08 cond-mat.mes-hall
Efficient injection of spin-polarized excitons and optical spin orientation of a single Mn2+ ion in a CdSe/ZnSe quantum dot
圆偏振光激发被用来证明自旋极化激子的有效注入到单个的自组装CdSe量子点在ZnSe势垒。利用极化分辨单点光谱技术研究了在法拉第位形的磁场中激子的自旋转移。对中性激子光致发光谱的详细分析揭示了在量子点中激子自旋弛豫的存在。该过程对于锰点和含有单个Mn $^{2+}$离子的那些都可见。考虑到这一点，我们确定的自旋极化度的激子注入到一个点下的圆偏振的势垒以下的光激发在488 nm。发现在所施加的磁场的整个范围内接近40%。利用已建立的自旋守恒激发通道，我们证明了嵌入在CdSe/ZnSe量子点中的单个Mn $^{2+}$离子的光学自旋取向。
2014-08-13 cond-mat.mes-hall
Exciton fine structure and spin decoherence in monolayers of transition metal dichalcogenides
本文研究了过渡金属二硫族化合物MoS $_2$的中性激子能谱精细结构及其自旋退相。考虑了机械激子与其宏观纵向电场的相互作用。用电动力学方法和$\mathbf k \cdot \mathbf p$微扰理论计算了纵向激子和横向激子之间的分裂。这种长程激子交换相互作用可以引起谷极化衰减。估计激子自旋退相时间在皮秒范围内，与现有的实验数据一致。
2014-03-01 cond-mat.mes-hall
Electron spin relaxation as evidence of excitons in an electron-hole plasma
我们利用电子和空穴之间的库仑相互作用对（110）-GaAs量子阱中电子自旋弛豫的影响来揭示多粒子电子-空穴系统中的激子特征。温度依赖性的时间和偏振分辨的光致发光测量跨越五十年的载流子密度，包括从准自由激子到电子-空穴等离子体的局部激子的过渡，并且即使在相对高的密度和温度下也揭示了强激子签名。
2011-04-06 cond-mat.mes-hall
Dynamical Generation of Spin Current and Phase Slip in Exciton-Polariton Condensates
本研究揭示了半导体微腔中激子-极化子凝聚体的自旋输运与相位滑移动力学机制，阐明了自旋依赖散射诱导的对称性破缺效应，并通过模拟预测了环形相位跃变的分裂合并行为。
2024-04-18 cond-mat.mes-hall
Coherent spin dynamics of an interwell excitons gas in GaAs/AlGaAs coupled quantum wells
研究了n-i-nGaAs/AlGaAs耦合量子阱中阱间激子气体的自旋动力学。在这些异质结构中，当施加电场时，电子和空穴在相邻的量子阱中通过窄的AlAs势垒在空间上分离。用脉冲可调谐激光器，在1 sHH阱内激子的共振激发下，测量了阱间激子光致发光的时间演化动力学。研究了集体激子相的形成及其自旋弛豫速率随温度的变化。阱间激子的自旋弛豫速率在集体相中强烈降低。这一观察结果提供了证据的相干性的间接激子集体阶段在温度低于临界$T_c$。
2005-12-12 cond-mat.mes-hall
Electrically controlled emission from triplet charged excitons in atomically thin heterostructures
激子是复合玻色子，可以具有自旋单重态和三重态。在通常的半导体中，如果没有额外的自旋翻转机制，三重态激子是效率极低的光发射体。过渡金属二硫属化物（TMD）中的大自旋轨道耦合使圆偏振光与具有选择性谷和自旋的激子耦合。在这里，我们证明了电子控制的MoSe $_2$ /WSe $_2$ TMD范德华（vdW）异质结中的自旋三重态层间激子的增亮。在TMD异质结构中的vdW层的原子注册为层间激子提供了准角动量，使得能够从否则暗的自旋三重态激子发射。利用磁场，我们证明了在同一个谷中的三重态和单重态激子发射的光子具有相反的手征性。我们还测量有效的激子g因子，提出直接和定量的证据三重态层间激子。我们进一步证明了单重态和三重态带电激子之间的相对光致发光强度的门调谐。单重态和三重态激子之间的电控发射使得光电子器件能够配置激子手性、自旋和谷量子态。
2019-12-16 cond-mat.mes-hall
Spin Texture in a Cold Exciton Gas
本文报道在GaAs/AlGaAs耦合量子阱结构中冷激子气体中观察到的自旋织构。在激子环周围观察到自旋织构。观察到的现象包括：线性偏振环、具有垂直于径向方向的偏振的线性偏振涡旋、激子通量的各向异性、正交圆偏振中激子通量的偏斜和圆偏振的相应四叶图案、周期性自旋织构以及偏振涡旋区域中的扩展激子相干性。数据表明，自旋极化被锁定到粒子传播和散射的方向被抑制的运输制度。
2012-02-23 cond-mat.mes-hall
Long exciton spin memory in coupled quantum wells
利用偏振和时间分辨光致发光方法研究了耦合量子阱结构中的空间间接激子。当激发能被调谐到与直接激子态共振时，实现了发射中的强圆偏振度（> 50%）。间接跃迁在泵浦激光脉冲后的几十纳秒内保持偏振，直接表明激子自旋有很长的弛豫时间。所观察到的自旋记忆效应超过了间接激子的辐射寿命。
2010-07-16 cond-mat.mes-hall
Exciton interaction induced spin splitting in MoS$_2$ monolayer
在$13$ K温度下，用圆偏振连续波激光非共振泵浦MoS $_2$单层膜，观察到激子能量红移，从而打破了自旋相反的B激子之间的简并。当激光功率达到$18$ meV时，能量分裂单调增加，而随着温度的升高，能量分裂减小。这一现象可以通过同时考虑导致红移的带隙重整化和导致自旋相关分裂的激子-激子库仑交换相互作用来进行理论解释。我们的结果提供了一个简单的方案来控制的自由度的谷在MoS $_2$单分子膜，并提供了一个可行的方法来研究多体激子激子相互作用在这类材料。
2020-01-06 cond-mat.mes-hall
Transport of indirect excitons and exciton mediated spin transport in a van der Waals heterostructure in magnetic fields
University of California San Diego（加州大学圣迭戈分校）
研究在磁场中MoSe₂/WSe₂异质结中间接激子与自旋输运的长程传输特性及其衰减距离与密度的关系。
2026-01-20 cond-mat.mes-hall
Optically Induced Nuclear Spin Polarization in the Quantum Hall Regime: The Effect of Electron Spin Polarization through Exciton and Trion Excitations
通过光泵电子在朗道最低能级上的自旋极化，研究了量子霍尔区的核自旋极化。利用灵敏的电阻探测器，将核自旋极化测量为磁场$B_N$。我们发现$B_N$对填充因子的依赖性是非单调的。借助于圆偏振光致发光测量对$B_N$的综合测量表明光激发复合物的参与，即，激子和trion（带电激子），在核自旋极化。基于一种新的平衡电子自旋极化的估算方法，通过对实验数据的分析，我们得出结论：$B_N$的填充因子依赖性是由电子自旋极化通过激子和激子的影响来理解的.
2015-07-10 cond-mat.mes-hall
Interactions mediated by atoms, photons, electrons, and excitons
本文综述了原子气体、腔QED和二维半导体等体系中由环境介导的准粒子相互作用，涵盖微观计算方法、长程光子介导相互作用、二维半导体中的新结果及其在实现新量子相方面的应用。
2024-10-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Hyperfine interaction mediated exciton spin relaxation in (In,Ga)As quantum dots
利用双色泵浦-探测光谱研究了（In，Ga）As/GaAs量子点中暗激子和亮激子在外加磁场中的布居动力学。在法拉第几何中施加场并且在T<20 K时，暗激子在十纳秒时间尺度上衰减，除非磁场诱导与亮激子状态的共振。在这些交叉点，它们的有效寿命由于电子或空穴的自旋翻转而急剧缩短，通过自旋翻转，暗激子被转换为亮激子。由于准弹性的字符，我们属性的起源，这些翻转超精细相互作用的晶格核。我们比较了激子自旋弛豫时间在两个共振，发现自旋翻转涉及一个电子是大约25倍快于一个空穴。温度的升高导致暗激子寿命的显著的非单调减少。在这里声子介导的自旋翻转由于自旋轨道相互作用逐渐变得更加重要。
2012-05-07 cond-mat.mes-hall
Spin currents of exciton polaritons in a microcavity with (110)-oriented quantum well
研究了嵌入（110）量子阱微腔的偏振光学性质。在这种结构中激子极化激元的自旋动力学是由激子态的自旋轨道分裂的相互作用，这是奇数的面内动量，和腔模式的横向分裂，这是偶数的动量。我们演示了线偏振光泵浦产生极化激元自旋流，并分析了由此产生的腔面极化激元自旋织构。通过调节控制动量空间中极化激元分布的激发光斑大小，可以获得对称或非对称的自旋织构。
2015-07-22 cond-mat.mes-hall
Inverse exciton spin orientation due to trion formation in modulation doped quantum wells
本文在ZnSe调制掺杂量子阱中发现高载流子密度下激子自旋取向反转现象，通过模型计算揭示其源于自旋依赖的三激子形成对最低塞曼子能级的快速耗尽，并测定三激子形成时间为2 ps，为电场自旋操控提供了新途径。
2023-10-10 cond-mat.mes-hall
Spin-Orbit Interactions in Bilayer Exciton-Condensate Ferromagnets
具有不等电子和空穴密度的双层电子-空穴系统预期在导带和价带中都具有自发自旋极化的激子凝聚体基态。在没有自旋轨道和电子空穴交换相互作用的情况下，两个量子阱中的自旋取向之间没有耦合。在这篇文章中，我们表明，Rashba自旋轨道相互作用导致非常规的磁各向异性，其强度，我们估计，并与不寻常的准粒子谱有序状态。
2009-05-04 cond-mat.mes-hall
Novel excitonic states and photoluminescence in quantum hall systems
讨论了电子积分和分数量子霍尔系统中中性和带电激子复合物的形成和可能的衰变过程。激子复合物是少量相关的带负电荷和带正电荷的准粒子（例如，传导电子和价空穴、反向自旋电子和自旋空穴、Laughlin准电子和准空穴、复合费米子），其可以在强磁场存在下在2D电子中发生。这种束缚态的实例是带间中性和带电激子、分数带电的“任意子激子”、自旋波、skyrmion或“skyrmion激子”。可能的衰变过程包括在光致发光或自旋跃迁中实验观察到的辐射复合，这在核自旋弛豫的背景下很重要。
2003-08-20 cond-mat.mes-hall
Spin dynamics of hot excitons in diluted magnetic semiconductors with spin-orbit interaction
研究了导带中Rashba型自旋轨道相互作用对稀磁半导体量子阱中热激子自旋动力学的影响。在具有强自旋轨道耦合的材料中，我们确定了自旋轨道效应大大加速自旋衰减的参数制度，甚至以阻尼振荡的形式定性地改变动力学。此外，我们表明，一个小的外部磁场的应用程序可以用来减轻自旋轨道耦合的影响或完全消除其影响的领域以上的材料依赖的阈值。
2019-07-29 cond-mat.mes-hall
