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
Dephasing of InAs quantum dot p-shell excitons using two-dimensional coherent spectroscopy
利用二维相干光谱(2DCS)研究了InAs自组装量子点系综中p壳层和s壳层激子的退相机制. 2DCS提供了一个全面的图片的能级结构的点如何影响激子退相速率和复合寿命。我们发现,在低温下,退相的s-壳层激子的寿命有限,而p-壳层激子表现出显着的纯退相由于简并自旋态之间的散射。在高温下,二次激子-声子耦合在s-壳层和p-壳层激子退相中起着重要作用。我们发现多个p壳层态也是导致这些跃迁更强声子退相的原因
2018-08-22 cond-mat.mes-hall
Coherent control of indirect excitonic qubits in optically driven quantum dot molecules
我们提出了一个在量子点分子中定义和操纵间接中性激子量子比特的光电方案。我们证明了相干动力学的间接激子弹性退相干效应,包括直接激子自发复合。对于具有大的点间间隔的分子,激子修饰光谱产生经常被忽视的空间间接激子状态之间的避免交叉。利用Feshbach投影方法提取了多能级激子组态的有效二能级系统哈密顿量。利用时间相关的电场扫描设计了量子比特态的绝热操纵。激子动力学产生的必要条件,量子比特初始化和近酉旋转的皮秒时间尺度,由系统内部动力学驱动。尽管激光激发、电荷隧穿和点间偶极-偶极相互作用的强烈影响,间接激子的有效弛豫时间比直接激子自发复合时间长得多,使得间接激子在更复杂的方案中成为潜在的基本量子比特。
2010-07-06 cond-mat.mes-hall
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
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
Spin currents in a coherent exciton gas
在间接激子相干气体中观察到自旋流和自旋织构。外加磁场使自旋电流轨迹弯曲,并将线极化模式从螺旋形转变为螺旋形,将圆极化模式从四叶形转变为具有反转的钟形。
2013-02-15 cond-mat.mes-hall
Long coherent dynamics of localized excitons in (In,Ga)N/GaN quantum wells
我们研究了100个周期的2.5nm厚的(In,Ga)N/GAN量子阱(In浓度为7.5%)中局域激子的相干动力学,在1.5K温度下通过双脉冲和三脉冲光子回波测量了相干动力学。在(In,Ga)N量子阱中观察到长寿命的相干激子动力学:当激光光子能量在43 meV宽的非均匀加宽共振线上调谐时,相干时间T2在45 ~ 255 ps之间变化,随着激子局域化的增强而增加。相应的窄均匀线宽范围为5.2 - 29 μeV,激子-声子相互作用相对较弱(0.8 μeV/K),证实了(In,Ga)N量子阱层内部静态无序势中强的、类似量子点的激子局域化。
2018-09-21 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
Transport of Indirect Excitons in a Potential Energy Gradient
我们实现了一个潜在的能量梯度-斜坡-间接激子在恒定电压下使用一个形状的电极。我们研究了间接激子沿斜坡的输运,并观察到激子输运距离随密度和温度的增加而增加。
2012-05-31 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
Signatures of four-particle correlations associated with exciton-carrier interactions in coherent spectroscopy on bulk GaAs
瞬态四波混频的块状GaAs的主要带间跃迁的宽带激发条件下的研究,使四粒子相关性与简并(激子-激子)和非简并(激子-载流子)相互作用进行研究。真实的二维傅里叶变换光谱(2DFTS)揭示了一个复杂的响应,在重空穴激子发射能量的变化与吸收能量,范围从对角线上的色散,通过吸收低能量带间跃迁的色散与带隙以上的带间跃迁高相反的符号。使用多体效应增强的多级模型的模拟提供了极好的协议与2DFTS实验,并表明,激发诱导的退相(EID)和激发诱导的位移(EIS)影响简并和非简并相互作用等效,具有较强的激子-载流子耦合相对于激子-激子耦合约一个数量级。这些模拟还表明,EID效应是三倍强于EIS的半导体的相干响应。
2016-05-20 cond-mat.mes-hall
Berry Phase Effect on Exciton Transport and Bose Einstein Condensate
随着半导体量子阱结构中激子寿命的延长,激子的输运和玻色-爱因斯坦凝聚成为近年来研究的热点。在激子质心动力学中,由于Berry相位效应,我们揭示了动量空间规范场。我们预测自旋相关的拓扑输运的激子类似的异常霍尔和能斯特效应的电子。我们还预测了自旋相关的流通的被困激子气体和不稳定的激子凝聚体中有利于涡旋的形成。
2008-07-28 cond-mat.mes-hall
Quantum beats of coherent 1s 2s excitons in two dimensional transition metal
最近的实验测量的角度分辨光电子能谱(ARPES)的本征激子波函数的二维过渡金属二硫属化物(TMD)的启发,我们开发了一个理论研究,以解决这些激子的一些特性和在这些系统中的许多开放的问题。该系统被假定为嵌入在平均介电常数的环境中,低于该介电常数,在相应的TMD层中的静电相互作用被屏蔽。我们采用长程近似,给出了Rytova-Keldysh形式的电子-空穴相互作用。后者允许理解屏蔽在TMD结构中的作用。将二维束缚态1 s ~ 2s能量本征值在动量空间中重新表述,导出了Wannier方程的积分形式。本征函数,然后展开的球谐。为了评估动态的角度分辨的光电子能谱所产生的激子的解离给出其稳定状态的1 S-2S的表达式,我们按照以前的计算开发的半微扰理论描述。我们讨论了不同的1 s和2s激子分布的光谱的色散特性的介电环境的影响。光电子强度中的量子拍频特征表明1 s和2s激子之间的相干耦合。本文还讨论了激子相干性对拍频的贡献。相干叠加态产生的周期性振荡,量子拍频,使新的相干现象的探索。
2021-08-25 cond-mat.mes-hall
Nonlinear strong coupling between sub-band excitons: a new coherent path for ultrafast relaxation
我们从理论和实验上证明了谐波能量一致的激发之间的非线性相互作用产生了强耦合,从而打开了一条新的相干超快能量弛豫路径,而不是激发的非相干衰减,这应该需要一个有限的时间,取决于初态和终态之间的能量差,非线性相互作用允许它们的相干叠加,并因此允许激发在与电子伏特一样大的能量上的瞬时转移。这种情况在许多系统中都会遇到。我们证明,这样的模型也适用于激子在单壁碳纳米管(SWCNT)之间发生强烈的非线性库仑相互作用的$\rm E_{11}$和$\rm E_{22}$状态。这解释了关于单壁碳纳米管的光电性质的广泛观察,并给出了它们的特征的相干图片,如激子线光谱位置,激子碰撞和它们的超快弛豫,以及纳米管的低发光效率。
2016-05-30 cond-mat.mes-hall
On the Long-Range Exciton Transport in H-Aggregated Heterotriangulene Chains
色素分子的自组装聚集体是激子电路的潜在构件,激子电路在能量转换和光信号处理中找到它们的应用。最近的实验研究一维heterotangulene超分子聚集体表明,这些结构中的单线态激子可以传播几微米的距离。我们探索这种可能性理论结合电子结构计算与微观模型激子输运。提供了详细的表征的结构紊乱和激子退相干。我们认为,传统的激子输运模型给出了约一个数量级短的激子传播长度的估计,这表明有其他可能的解释的实验结果。
2017-09-30 cond-mat.mes-hall
Coherent Interaction of 2s and 1s Exciton States in Transition-Metal Dichalcogenide Monolayers
本文利用飞秒泵浦-探测光谱研究WSe2和MoSe2单层中2s与1s激子态的相干相互作用,发现二者排斥作用强度与1s-1s相当,并证实了2s-1s双激子束缚态的存在及其结合能。
2025-06-06 cond-mat.mes-hall
Transport of indirect excitons in ZnO quantum wells
我们报告的空间和时间分辨的发射测量和观察ZnO/MgZnO宽单量子阱中的间接激子的运输。
2015-07-24 cond-mat.mes-hall
Exciton Transport in a Bilayer Quantum Hall Superfluid
当ν=1时,双层量子霍尔系统支持激子基态.除了通常的带电准粒子,这个系统具有凝聚自由度:激子输运。这种中性传输模式的检测是通过使用科尔比诺多连接的几何结构,其中电荷传输被抑制。我们在这里总结了我们最近在Corbino器件上的实验,这些实验直接证明了激子在不可压缩的ν=1量子霍尔态中的输运。
2012-09-26 cond-mat.mes-hall
Dephasing effects on coherent exciton-polaritons and the breaking of the strong coupling regime
利用飞秒泵浦-探测光谱,我们确定激发诱导的退相作为一个主要的机制,负责在半导体微腔中的激子和光子之间的强耦合的破坏。失相的影响被观察到的传输的探测脉冲光谱的激子-极化激元共振的密度依赖性加宽和在高激发密度的第三共振的出现。一个惊人的不对称性之间的能量转移的上,下极化激元也被证明。使用激子Bloch方程,我们量化了与费米子交换和光子辅助交换过程相关的多体效应的能量移动和碰撞加宽的贡献。
2015-07-31 cond-mat.mes-hall
Coherent dynamics of localized excitons and trions in ZnO/(Zn,Mg)O quantum wells studied by photon echoes
利用时间分辨四波混频方法,在1.5~K温度下,光学研究了掺杂$δ$的3.5 nm厚ZnO/Zn $_{0.91}$ Mg $_{0.09}$ O多量子阱中三电子和激子的相干演化.在$χ^{(3)}$制度中采用光谱窄的皮秒激光脉冲使我们能够解决不同的本地化trion和激子状态,从而避免多体相互作用和激发诱导的退相。来自带负电荷的A激子(T $_\text{A}$,trions)的光子回波形式的信号以相干时间从8到60 ps变化的方式衰减,这取决于trions能量:更强的局域化trions揭示更长的相干动力学。局域中性激子在皮秒时间尺度上衰减,相干时间高达$T_2=4.5$ ~ps。X $_\text{B}$激子和T $_\text{B}$三子的相干动力学非常短($T_2<1$ ~ps),这归因于三子和激子B态到各自A态的快速能量弛豫。氚粒子布居动力学的特征是衰变时间$T_1$随氚能量的降低而从30~ps上升到100~ps。
2018-03-28 cond-mat.mes-hall
Impact of exciton-phonon and exciton-magnon interaction on transport in anisotropic 2D magnetic semiconductors
Philipps-Universität Marburg(马尔堡菲利普斯大学);mar.quest—Marburg Center for Quantum Materials and Sustainable Technologies(mar.quest——马尔堡量子材料与可持续技术中心);University of Münster(明斯特大学)
本文发展微观多体理论,揭示CrSBr中激子-声子和激子-磁子相互作用的各向异性散射导致方向依赖的扩散系数,并识别出单声子与双磁子散射的温度特征,为磁性范德华半导体激子输运提供理论框架。
2026-09-21 cond-mat.mes-hall
Collective two-boson decay of excitons in Bose-Einstein condensate and generation of coherent photon-phonon radiation
从理论上研究了初始玻色-爱因斯坦凝聚体态激子的集体衰变。作为实际上更有趣的情况下,我们考虑在半导体氧化亚铜中的黄色系列的激子,其中我们有集体光子和声子辅助的激子衰变。结果表明,由于玻色-爱因斯坦凝聚体的无反冲双玻色子衰变的内禀不稳定性,自发发射的玻色子对被放大,导致宏观粒子数的指数增长.集体衰变率与激子密度呈非线性关系,直到高密度时,其强度与俄歇复合损失率相当或更大,这使得可以观察到它。这种考虑现象也可以应用于声子激光器的实现。
2017-03-31 cond-mat.mes-hall
Ultrafast anisotropic exciton transport in phosphorene
本研究结合微观多体理论与第一性原理计算,探究磷烯结构各向异性对激子光学、动力学及输运的影响,揭示长程交换相互作用对激子扩散各向异性的增强作用,为光电器件设计提供指导。
2025-09-02 cond-mat.mes-hall
Exciton Transport under Periodic Potential in MoSe2/WSe2 Heterostructures
最近,实验证实了通过堆叠两个晶格失配的过渡金属二硫属化物(TMD)单层形成的异质结构中的莫尔超晶格导致受限激子态的预测形成。TMD异质结构中的这种周期性势起到扩散势垒的作用,其影响层间激子(电子和空穴在空间上集中在不同单层中)的能量传输和动力学。理解激子在这种条件下的输运对于建立作为下一代器件平台的材料系统是必不可少的。在这项工作中,我们实验量化的层间激子在六方氮化硼(hBN)封装,钼二硒钨/二硒化物(MoSe 2/WSe 2)异质结构中经历的扩散势垒通过研究激子输运在不同温度下。
2020-02-04 cond-mat.mes-hall
Skyrmion Formation and Optical Spin-Hall Effect in an Expanding Coherent Cloud of Indirect Excitons
我们提供了一个理论描述的偏振模式和相位奇异性的实验证明最近在凝聚的间接激子[H。High等人,Nature 483,584-588(2012)]。我们表明,平均的电子和空穴轨道运动导致一个可比的自旋轨道相互作用的两种类型的载流子。我们证明了明亮的间接激子的径向相干通量和Dresselhaus自旋轨道相互作用之间的相互作用导致形成自旋域和类似于Skyrmions的拓扑缺陷。我们定性地再现了实验数据的所有特征,并获得了与光学自旋霍尔效应相同的偏振模式,尽管自旋-轨道相互作用的对称性不同。
2012-12-21 cond-mat.mes-hall
Coherent interactions between phonons and exciton or exciton-polariton condensates
本文分析了半导体微腔中激子和激子-极化激元凝聚体与相干声波的相互作用。在k-无关相互作用近似下,得到了凝聚体-声子耦合系统激发色散的解析解。占k-依赖性的结果在一个更强的修改的色散,甚至在外观的“旋子不稳定性”区域。
2011-03-10 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
Coherent driving of direct and indirect excitons in a quantum dot molecule
本文在量子点分子中实现直接、间接及杂化激子的功率依赖Rabi振荡,并通过栅压调控波函数重叠以优化光子图态生成。
2023-01-31 cond-mat.mes-hall
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
Kinetics of Exciton Emission Patterns and Carrier Transport
我们报告的激子发射模式的膨胀和塌陷环的动力学测量。环被发现保持其完整性,在膨胀和崩溃,表明所观察到的动力学控制的载流子运输,而不是由一个更快的过程中激子的生产和衰减。环动力学和载流子输运之间的关系,揭示了我们的实验,并通过与理论模型的比较确认,是用来确定电子和空穴的传输特性在一个非接触的方式。
2009-08-20 cond-mat.mes-hall
Impact of charge transfer excitons on unidirectional exciton transport in lateral TMD heterostructures
该研究通过微观模拟hBN封装WSe$_2$-MoSe$_2$横向异质结构中的激子动力学,揭示能量偏移驱动的单向漂移与界面CT激子捕获的竞争导致低温下传播反而更弱的反直觉热控机制。
2025-03-03 cond-mat.mes-hall
Exciton transport in a moiré potential: from hopping to dispersive regime
激子在TMD单分子膜中的传播已经被深入研究,揭示了有趣的多粒子效应,如晕的形成和非经典扩散。最初的研究已经调查了如何激子输运的变化,在扭曲的TMD双层膜,包括库仑排斥和哈伯德类激子跳跃。在这项工作中,我们调查的扭转角依赖的过渡跳跃制度的色散制度的有效自由激子。基于一个微观方法的激子在存在的莫尔势,我们表明,跳跃制度发生的角度约为2°,并很好地描述了哈伯德模型。然而,在大角度下,哈伯德模型由于越来越多的离域激子态而失效。在这里,具有有效质量的自由粒子的量子力学色散决定了激子的传播。总的来说,我们的工作提供了微观的见解激子在扭曲的范德华异质结构中的传播特性。
2022-09-08 cond-mat.mes-hall
Efficiency of the coherent biexciton admixture mechanism for multiple exciton generation in InAs nanocrystals
本文研究了半导体晶体中两粒子(单激子)和四粒子(双激子)态之间的相干混合,这种相干混合是由不同电子-空穴对数目的态之间的库仑耦合引起的。利用一个简单的模型的多个波函数和包络函数的方法,我们估计的效率的多激子产生(MEG)过程中产生的这种相干混合机制,包括所有相关的状态在一个非常广泛的能量区间。结果表明,在平均半径为3 nm的典型纳米晶体系综中,MEG过程的起始点位于双激子态密度下沿上方约1 eV处,当光子能量为5eV时,MEG过程的效率可达50%.随着半径的增加,MEG开始向较低能量移动,并且效率增加。我们指出,能量依赖的MEG效率之间的合奏有很大的不同与小和大的不均匀性的nancrystalline尺寸。
2015-06-23 cond-mat.mes-hall
Efficient transport kinetics of indirect excitons in van der Waals heterostructure
University of California San Diego(加州大学圣地亚哥分校)
本文通过实验发现范德华异质结构中间接激子具有反常的高迁移率,表明在面内无序存在下仍可实现高效输运,与间接激子超流性预测一致。
2026-05-30 cond-mat.mes-hall
Valley coherent exciton-polaritons in a monolayer semiconductor
二维过渡金属二硫属化物(TMD)半导体提供了使用偏振光访问电子谷自由度的独特可能性,从而为远距离系统之间的谷信息传递开辟了道路。具有明确定义的谷指数(或谷赝自旋)的激子以及激子谷态的叠加可以分别用具有圆偏振和线偏振的光产生。然而,所产生的激子具有短的寿命(ps),并且还受到电子-空穴交换相互作用的影响,导致谷赝自旋和相干性的快速弛豫。在这里,我们表明,这些过程的控制,可以通过嵌入单层的WSe $_2$在光学微腔中,其中部分光部分物质激子极化激元形成在强的光-物质耦合制度。我们证明了谷相干极化激元种群的光学初始化,表现出发光的线性偏振度高达3倍以上的激子。我们进一步控制的极化激元谷相干性的演变,使用法拉第磁场旋转谷赝自旋的角度定义的激子腔模失谐,这超过了裸激子的旋转角。这项工作提供了独特的见解,在TMD的退相干机制,并展示了潜在的工程谷赝自旋动力学在单层半导体嵌入光子结构。
2018-04-24 cond-mat.mes-hall
Mollow "quintuplets" from coherently-excited quantum dots
半导体量子点中的电中性激子由于各向异性的交换分裂而具有较小的有限能量分离。中性激子的相干激发通常将激发两个激子分量,除非激发平行于偶极轴之一。我们提出了一个极化子主方程模型来描述在实际各向异性交换分裂存在下,利用相干连续波泵浦场的双激子泵浦。我们预测一个五峰的非相干光谱,从而概括的莫洛三重态成为莫洛五重态。我们在实验上证实了这种光谱五重态的In(Ga)As量子点,并获得非常好的协议与理论。
2013-02-14 cond-mat.mes-hall
Coherent exciton-exciton interactions and exciton dynamics in a MoSe\textsubscript{2}/WSe\textsubscript{2} heterostructure
激子之间的相干耦合是多体相互作用的核心,过渡金属二硫属化物(TMD)异质结构作为研究这些相互作用的新兴平台。我们采用多维相干光谱的单层MoSe \textsubscript{2} /WSe \textsubscript{2}异质结和观察相干耦合激子空间定位在单层MoSe $_2$和WSe $_2$。通过多体光谱,我们进一步观察到了自由层间电子空穴对的吸收态。这一观察结果产生的层间激子结合能约250毫电子伏的光谱测量。
2021-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Transport of Indirect Excitons in High Magnetic Fields
我们提出了间接激子在高磁场的空间和光谱分辨的光致发光测量。长的间接激子寿命提供了通过光学成像测量磁激子输运的机会。由零朗道能级的电子和空穴形成的间接激子(0 e-0 h间接磁激子)在大距离上传播,并在激发点周围形成环形发射图案。与此相反,1 e- 1h和2 e-2 h间接磁激子发射的空间分布密切遵循激光激发分布。随着磁场的增大,0 e-0 h间接磁激子输运距离减小。这些影响的磁激子能量弛豫和有效质量增强的条款进行解释。
2016-10-10 cond-mat.mes-hall
Exciton gas transport through nano-constrictions
间接激子是在空间分离的层中的电子和空穴的束缚态。二维间接激子可以在包含双量子阱或原子薄半导体的异质结构中光学地产生。我们从理论上研究了这种玻色子准粒子通过纳米压缩的传输。我们表明,量子输运现象,例如,电导量子化、单缝衍射、双缝干涉和Talbot效应在间接激子系统中是实验上可实现的。我们讨论了这些现象和它们在电子设备中的对应物之间的相似性和差异。
2019-06-25 cond-mat.mes-hall
Exciton Transport Coherent with Upper and Lower Polaritons
本研究分解激子电流算符,通过量子主方程分析上、下极化激元对激子输运的相干贡献,发现蓝失谐时下支占优、红失谐时上支占优,并阐明激子比例与能隙为关键因素。
2024-05-25 cond-mat.mes-hall physics.optics
Polariton transport in 2D semiconductors: Phonon-mediated transitions between ballistic, superdiffusive and exciton-limited regimes
Philipps-Universität Marburg(马尔堡菲利普斯大学)
本文通过考虑声子介导的谷间激子库耦合,研究了二维半导体中极化子的时空动力学,揭示了弹道、超扩散和激子限制扩散三种输运机制。
2025-07-05 cond-mat.mes-hall
Indirect excitons in a potential energy landscape created by a perforated electrode
我们报告的原则和实现的激子设备:一个斜坡,直接运输的间接激子下的势能梯度所产生的穿孔电极在恒定电压。该装置提供了一个控制激子传输与电极密度梯度的原理的实验证明。我们观察到,激子输运距离沿斜坡增加激子密度的增加。这种效应解释在排斥激子-激子相互作用的无序屏蔽。
2016-02-08 cond-mat.mes-hall
Anisotropic exciton transport in transition-metal dichalcogenides
由于库仑相互作用,过渡金属双硫族化物单分子层中激子本征态是两个谷的相干叠加。耦合到光的横向电模式的激子带具有对于质心动量的抛物线色散,而耦合到横向磁模式的激子带具有抛物线和线性分量。在这项工作中,我们提出了一个实验建议,观察的分散体的线性分量的签名。特别是,它表明,通过泵浦系统与线性偏振光的激子输运是各向异性相比,圆偏振泵浦。我们表明,结果持续存在于现实系统中的中等程度的混乱。最后,我们证明了类似的效果,可以得到正失谐激子极化激元,在不太严格的实验要求相比裸激子的情况下。
2018-03-02 cond-mat.mes-hall
Exciton transport driven by spin excitations in an antiferromagnet
TUD Dresden University of Technology(德累斯顿工业大学);Technical University of Munich(慕尼黑工业大学);Ioffe Institute(约费研究所);University of Chemistry and Technology Prague(布拉格化工大学);Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau(莱茵兰-普法尔茨技术大学凯泽斯劳滕-兰道分校);Universidad Autónoma de Madrid(马德里自治大学)
研究通过自旋激发在反铁磁体CrSBr中实现激子传输,发现超快各向同性传播、激子云瞬时收缩膨胀及双层样品中超扩散行为,揭示了磁激子与激子的相互作用机制。
2025-07-10 cond-mat.mes-hall
Exciton optics, dynamics and transport in atomically thin semiconductors
原子薄的半导体,如过渡金属二硫属化物(TMD)单层表现出非常强的库仑相互作用,从而产生丰富的激子景观。这使得这些材料对于高效和可调谐的光电子器件具有高度吸引力。在这篇文章中,我们回顾了激子光学,动力学和输运的理解,至关重要的管理TMD为基础的设备的操作的最新进展。我们强调的影响hBN封装,这揭示了过多的许多粒子状态的光谱,我们概述了激子极化激元领域的最新突破。此外,我们强调直接观察激子的形成和热化在TMD单层和异质结在最近的时间分辨ARPES研究。我们还讨论了激子密度、应变和介电环境对激子扩散和散射的影响。最后,提出了原子级薄半导体材料今后的研究方向。
2022-09-20 cond-mat.mes-hall
Theory of exciton transport in molecular crystals strongly coupled to a cavity: A temperature-dependent variational approach
本文提出了有机分子晶体中激子输运的半解析理论。基于Holstein-Tavis-Cummings模型和Kubo公式,我们在温度依赖的变分正则变换框架下推导出激子迁移率表达式,该表达式可以涵盖激子-振动耦合、激子-腔耦合和温度的广泛范围.在激子-振动耦合的零阶中得到了总迁移率相干部分的封闭形式的表达式,这表明了振动修饰暗激子在确定输运机制中的意义。通过对H-和J-聚集体的数值模拟,我们发现激子-腔耦合对总迁移率有显著的影响:1)在低温下,H-聚集体存在一个最佳激子-腔耦合强度,在此强度下迁移率达到最大,而J-聚集体的迁移率随着激子-腔耦合的增加而单调下降; 2)在高温下,空穴增强了两种团聚体的流动性。我们说明了上述低温下观察到的H-聚集体中的最佳流动性在室温下使用现实的参数。
2020-07-23 cond-mat.mes-hall
Microscopic origin of anomalous interlayer exciton transport in van der Waals heterostructures
范德华异质结构成了一个平台,研究有趣的多体量子现象。特别是,过渡金属二硫属化物(TMD)异质双层主机长寿命的层间激子,表现出永久的面外偶极矩。在这里,我们开发了一个层间激子-激子相互作用的微观理论,包括层间激子的偶极性质以及它们的费米子结构,这引起了一个有吸引力的费米子交换。我们发现,这些相互作用有助于漂移力导致在高密度的MoSe $_2$-WSe $_2$异质结中的高度非线性激子传播。我们表明,传播可以通过改变TMD层之间的hBN间隔的数量或通过调整介电环境进行调谐。特别是,虽然违反直觉,我们发现,层间激子在独立的样品中传播慢于hBN封装的TMD中的激子-由于增强的净库仑漂移与更强的环境屏蔽。总的来说,我们的工作有助于更好地微观理解层间激子输运在技术上有前途的原子薄半导体。
2022-07-08 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
Effect of Monolayer Thickness Fluctuations on Coherent Exciton Coupling in Single Quantum Wells
半导体量子阱(QW)厚度的单层波动导致三种类型的激子,位于QW的较窄、平均和较厚区域中,这在光谱中清楚地分辨。这些激子是否通过库仑相互作用相干耦合是一个长期的争论。我们表明,不同类型的量子阱中的无序明显影响的相干耦合和耦合强度可以定量测量使用光学二维傅里叶变换光谱。我们从实验和理论上证明,在窄量子阱中,相干耦合主要发生在量子阱中无无序区的激子和那些存在于平台型无序区的激子之间。相反,位于故障型无序势中的激子不相干地耦合到其他激子。
2012-10-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nonreciprocal perfect Coulomb drag in electron-hole bilayers: coherent exciton superflow as a diode
Tsung-Dao Lee Institute & School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University(上海交大李政道研究所与物理与天文学院);Shanghai Branch, Hefei National Laboratory(合肥国家实验室上海分部)
该研究提出利用自旋-轨道耦合双层系统实现非互易完美库仑拖拽,通过相干激子二极管效应探测相相干的激子超流体。
2026-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Resonant excitation of acoustic waves in one-dimensional exciton-polariton systems
研究了一维半导体微腔中激子-极化激元凝聚体与声学声子的相互作用。我们考虑的情况下,相干泵浦的冷凝物,并表明,通过一定的阈值后,在系统中的参数不稳定性导致产生的相干声波和额外的极化激元谐波。该过程强烈地受到激子-激子相互作用的影响,从而导致系统中出现双稳态和滞后效应。
2019-11-21 cond-mat.mes-hall
An ab-initio approach to describe coherent and non-coherent exciton dynamics
利用超短激光脉冲泵浦和探测材料激活了大量的过程,这些过程涉及相互作用的电子脱离平衡的相干和非相干动力学。非平衡态多体微扰理论(MBPT)给出了系统密度矩阵的运动方程,它能很好地描述相干和非相干过程。在非相关的情况下,这两个政权和密度矩阵的矩阵元素之间有一个明确的关系。对于相关的情况,情况并非如此,其中需要考虑激子态中电子和空穴的潜在结合。在目前的工作中,我们讨论了如何NEQ-MBPT可以用来描述在低密度制度的相干和非相干激子的动力学。所提出的方法是非常适合从头实现。
2018-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coherent exciton transport in semiconductors
本文综述了半导体中激子的玻色-爱因斯坦凝聚,重点讨论了激子凝聚的宏观有序性。
2015-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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