Trion-phonon interaction in atomically thin semiconductors
掺杂的单层半导体的光学和输运性质由三电子主导，三电子是由两个电子和一个空穴形成的三粒子化合物，反之亦然。在这项工作中，我们调查的trion-phonon相互作用的微观基础上，并将我们的模型的示范性的情况下，二硒化钼（MoSe 2）单层。通过求解三电子薛定谔方程，我们确定了三电子系列态及其内部量子结构。将系统转换成一个trion的基础和解决运动方程，包括trion声子相互作用的二阶Born-Markov近似，提供了一个微观访问trion动力学。特别是，我们调查trion传播和计算的扩散系数和迁移率。在低密度极限下，我们发现由于与声子的耦合较强，质量较大，激子和电子的传输效率较低。对于增加的密度，我们预测一个急剧增强的扩散所造成的建立一个大的压力，由简并trion气体，这是一个直接后果的费米子字符trions。我们的工作提供了微观的见解trion-phonon相互作用及其对原子薄半导体扩散行为的影响。
2022-09-08 cond-mat.mes-hall
Fine structure of the band edge excitons and trions in CdSe/CdS core/shell nanocrystals
我们提出了一个理论描述的激子和正，负电荷的trions在“巨型”的CdSe/CdS核壳纳米晶体（NC）。所开发的理论提供了描述作为CdSe/CdS导带偏移和CdSe核半径的函数的CdSe/CdS核/厚壳NC中的激子的精细结构的参数。我们还发展了一个一般性的理论，描述了半导体纳米碳中产生的带正电荷的三电子的精细结构与简并价带。计算中考虑了CdSe价带的复杂结构和粒子间的库仑和交换相互作用。本文给出了CdSe芯尺寸和CdSe/CdS导带偏移量对三电子精细结构的依赖关系，对三电子束缚能的依赖关系，对激子和三电子辐射衰减时间的依赖关系。理论计算结果与实验数据定性一致。
2012-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Identification of excitons, trions and biexcitons in single-layer WS2
单层WS $_2$是一种直接带隙半导体，在可见光谱范围内显示出强烈的激子光致发光特性。在这里，我们提出了依赖于温度的机械剥离单层WS $_2$的光致发光测量，揭示了中性和带电激子的存在，在低温下，以及在室温下。通过施加栅极电压，我们可以电控制激子和三电子的比例，并断言我们的样品的残留n型掺杂。在高激发密度和低温下，一个额外的峰在能量低于三振子占主导地位的光致发光，我们确定为双激子发射。
2015-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Excitons and trions with negative effective masses in two-dimensional semiconductors
我们从理论上研究基本的库仑相关复合物：中性和带电激子，也被称为trions，在过渡金属二卤化物单分子膜。我们专注于的情况下，其中一个电子占据激发，高躺，导带的特点是一个负的有效质量。我们发展了这种负有效质量的高位激子和trion的理论，并证明了高位导带色散的非抛物性在束缚激子和trion态形成中的关键作用。我们提出了简单，准确和物理上合理的审判波函数计算库仑束缚复合物的结合能和比较变分计算的结果与一个完全的数值方法。在发展的模型中，我们讨论了最近的实验结果，观察到高的负有效质量trions [K.- Q. Lin等人，国家通信13，6980（2022）]。
2023-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coulomb-bound four- and five-particle valleytronic states in an atomically-thin semiconductor
作为承载量子化角动量的紧密结合的电子-空穴对的宿主，过渡金属二硫属化物的原子薄半导体提供了用于光学寻址谷自由度的吸引人的平台。特别是，在这些系统中的中性和带电激子的valleytronic属性已被广泛研究。与此同时，涉及更多粒子的相关量子态至今仍是难以捉摸和有争议的。在这里，我们提出的实验证据valleyronic四粒子双激子和五粒子激子，在高品质的单层钨二硒样品。通过电荷掺杂，热激活，和磁场调谐测量，我们确定的双激子和激子trion的光学发射绑定相对于明亮的激子和trion分别。此外，无论是双激子和激子-trion谷间束缚态涉及暗激子，从而产生的排放量与大，负谷极化，而不是众所周知的双粒子激子。我们的研究为利用高阶激发构建谷电子量子器件提供了新的机会。
2018-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Excitonic-trion population in two-dimensional halide perovskites
本研究针对二维卤化物钙钛矿高激子结合能下仍有高载流子密度的现象，推导求解萨哈方程分析其激子复合物准平衡布居，发现室温下三激子是载流子主要形式，并提出三激子隧穿跳跃的新型电荷输运机制。
2024-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Trion photoluminescence and trion stability in atomically thin semiconductors
本研究在量子力学基础上推导广义trion光致发光公式，揭示WSe₂中质量不平衡对trion稳定性和光谱特征的影响，并预测了新trion特征。
2023-06-19 cond-mat.mes-hall
Trion Formation Dynamics in Monolayer Transition Metal Dichalcogenides
我们报告带电激子（trion）的形成动力学在掺杂的单层过渡金属二硫属化物（TMD），特别是二硒化钼（MoSe 2），使用共振双色泵浦探测光谱。当共振泵浦激子跃迁时，通过激子-电子相互作用在皮秒时间尺度上产生激子。当泵浦能量从非均匀加宽激子共振的高能量侧调谐到低能量侧时，trion形成时间增加约50%。这一特点可以解释为在无序势中存在局域和离域激子，并表明在TMD中存在激子迁移率边缘。准粒子的形成和转换过程对于解释TMD中的光致发光和光电导是非常重要的。
2015-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Excitons and trions in monolayer semiconductors with correlated electrons
本文采用递归方法计算关联电子单层半导体中电荷密度及 Wigner 晶格形成对激子、三激子谱的影响，并揭示自旋和谷量子数对激子能量的作用。
2023-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strongly-bound excitons and trions in anisotropic 2D semiconductors
单层和少层磷烯是各向异性的准二维（准2D）范德华（vdW）半导体，具有线性二向色性光-物质相互作用和在红外频率范围内宽可调的直接带隙。尽管最近的理论预测强束缚激子具有独特的性能，它仍然是实验上具有挑战性的探测激子准粒子由于严重的氧化在器件制造过程中。在这项研究中，我们报告观察到的强约束激子和trions具有高度各向异性的光学特性的内在双层磷，这是保护氧化的封装与六方氮化硼（hBN），在场效应晶体管（FET）的几何形状。反射对比和光致发光光谱清楚地揭示了线性二色性光谱从各向异性激子和trions在hBN封装的双层磷烯。激子里德堡系列的光共振表明，中性激子结合能超过100毫电子伏，即使从hBN的介电屏蔽。自由空穴的静电注入使得能够从电荷中性系统的光学带隙以下约30 meV的正激子（带电激子）产生额外的光学共振。我们的工作显示了单层和少层磷烯作为一个平台，探索多体物理和新的光子学和光电子学的基础上强束缚激子具有双重各向异性令人兴奋的可能性。
2020-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of spin-dependent tunneling in a MoSe$_2$/Cr$_2$Ge$_2$Te$_6$ van der Waals heterostructure on exciton and trion emission
本研究通过低温光致发光和磁光克尔效应测量，发现MoSe$_2$/Cr$_2$Ge$_2$Te$_6$范德华异质结构中激子-三子发射比例依赖于激发螺旋性与磁化取向，揭示了与激子复合竞争的超快自旋依赖层间电荷转移机制。
2025-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The trion as an exciton interacting with a carrier
X $^-$三振子本质上是一个束缚在激子上的电子。然而，由于激子的复合性质，没有办法写出激子-电子相互作用势。我们可以通过使用一种类似于我们为激子与激子相互作用而引入的换相技术来克服这个困难，这种换相技术允许精确地考虑激子的接近玻色子的特性。由此可以得到激子和电子的X $^-$三子产生算符，以及激子和电子之间的X $^-$三子梯形图，这些是今后研究三子多体效应的基本工具。
2003-04-04 cond-mat.mes-hall
Fine structure of negatively charged and neutral excitons in monolayer MoS$_{2}$
我们提出了高质量单层MoS $_{2}$的实验和理论结果，这些结果揭示了带电激子的精细结构，即，trions。在发射光谱中，我们解决和确定两个三振子峰，T $_{1}$和T $_{2}$，类似于钨基材料中的一对单线态和三线态三振子峰（T $_S$和T $_{T}$）。然而，在偏振相关的光致发光测量中，我们将这些峰确定为新颖的谷内和谷间单重态trions，构成trion精细结构，与已知的明亮和黑暗的2D材料不同，该材料具有由自旋轨道耦合引起的大导带分裂。我们表明，三振子的能量分裂在MoS $_{2}$是一个敏感的探针之间和谷内的载流子相互作用。从理论上的额外支持，我们声称，这些单重trions的存在结合异常激子g-因子和特征温度依赖性的发射光谱一起表明，单层MoS $_{2}$有一个黑暗的激子基态，尽管有“明亮”的单粒子排列的自旋极化导带。
2020-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unravelling the coupling between excitonic quasiparticles-electron-phonon and role of interlayer coupling in vertically and horizontally aligned layered MoS2
激子准粒子、激子/三激子/双激子以及它们与声子和载流子的耦合在控制原子级薄的半导体2D材料的光学性质方面起着至关重要的作用。在这项工作中，我们解开激子/trions的动力学和它们的耦合与声子和载流子在几层垂直和水平排列的二硫化钼。我们观察到的trion签名的最高记录温度（330 K）在这两个系统中，并已表明，激子/trion的动力学和它们的耦合与声子和电子的垂直对齐的二硫化钼更受影响。随着温度的升高，观察到均匀的线宽展宽。在低温区（<100 K），谱线宽度的展宽主要是由声子引起的。相反，在高温下观察到声学和纵向光学声子对线宽展宽的贡献。通过对温度依赖的价带分裂和三价电子结合能的研究，我们也观察到了层间耦合在两个体系中的显著作用。垂直取向和水平取向的MoS 2的价带分裂随温度的升高分别降低了22%和12%，表明垂直取向对价带分裂的影响大于水平取向.此外，我们还注意到由于三电子的结合能小，三电子带的强度比激子带的强度有明显的热猝灭。
2021-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Doping-Induced Brightening of Dark Excitons and Trions in a WSe$_2$ Monolayer
University of Warsaw（华沙大学）；Charles University（查理大学）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）
研究通过电荷掺杂调控单层WSe$_2$中暗激子和三重态的发光行为，揭示了掺杂对载流子相互作用和稳态人口的非平凡影响。
2026-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exciton-Trion Coherent Interactions in a CdTe/CdMgTe Quantum Well
本文给出了CdTe/（Cd，Mg）Te量子阱中激子和三电子的零、一、二量子二维相干谱。这组光谱提供了激子和三电子非线性光学响应的独特和全面的图片。激子-激子和激子-三电子相干耦合在光谱中表现为不同的峰，而三电子-三电子相互作用的签名是不存在的。使用密度矩阵计算获得了极好的一致性，这凸显了多体效应对量子阱中相干相互作用的重要作用。
2013-08-09 cond-mat.mes-hall
Effects of high-order Van Hove singularities on exciton and trion energy dispersions
Loughborough University（拉夫堡大学）
研究二维半导体中范霍夫奇点对激子和三重子能量色散的影响，通过研究不同类型的价带能量色散，发现奇点会增强态密度并影响光学性质，还研究特定材料，为二维材料设计特定束缚态提供途径。
2026-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Highly nonlinear Moiré exciton and trion polaritons
Laboratory for Physical Sciences, University of Maryland（马里兰大学物理科学实验室）；University of Rochester（罗切斯特大学）；University of Notre Dame（圣母大学）；The Institute of Optics, University of Rochester（罗切斯特大学光学研究所）
本研究通过将n掺杂MoSe2/WS2异质双层中的层杂化激子和三子强耦合到光学微腔中，发现掺杂电子引起的Lindhard屏蔽和三子形成导致显著的非单调非线性响应，并实现名义扩散长度接近100微米的高速度热极化激元。
2026-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Microscopic theory of exciton and trion polaritons in doped monolayers of transition metal dichalcogenides
该研究通过微观理论模拟掺杂TMDC单层在微腔中的光谱，预测了激子、三子及亮化极化子模式，并揭示基态随载流子浓度由暗转亮，提供统一描述。
2022-04-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bistability of electron temperature in atomically thin semiconductors in the presence of exciton photogeneration
Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）；L. D. Landau Institute for Theoretical Physics（列夫·达维多维奇·朗道理论物理研究所）
研究过渡金属二硫化物单层中激子与三重态之间的动态平衡，揭示在驻留电荷载流子和持续激子光生成作用下，系统加热导致电子温度双稳态行为，包含低温态和高温态，切换时间在十到百皮秒内。
2026-03-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
A Many-Body Theory of the Optical Conductivity of Excitons and Trions in Two-Dimensional Materials
二维（2D）材料的光谱表现出尖锐的吸收峰，其通常被识别为激子和三离子（或带电激子）。在本文中，我们表明，在掺杂的二维材料中的激子和trions可以描述两个耦合的薛定谔方程-一个两体方程的激子和另一个四体方程的trions。在电子掺杂的2D材料中，束缚三电子态被识别为激子和受激导带电子-空穴对的四体束缚态。在二维掺杂材料中，激子态和三重子态不是完全哈密顿量的本征态，它们各自的薛定谔方程由于库仑相互作用而耦合。这种耦合的强度随着掺杂密度的增加而增加。这两个耦合方程的解可以定量地解释实验上观察到的二维材料光吸收谱中的所有显著特征，包括两个显著吸收峰的观察以及它们的能量分裂、谱形和强度随电子密度的变化。我们得到的电导率精确地满足电导率求和定则。激子态和三重子态的叠加可以用来构造两个耦合薛定谔方程的解，这个解类似于变分激子-极化子态，从而建立了我们的方法和费米极化子物理之间的联系。
2020-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Many-Body Simulation of Two-Dimensional Electronic Spectroscopy of Excitons and Trions in Monolayer Transition-Metal Dichalcogenides
本文提出了一种时间分辨非线性光谱的多体模拟方法，并将其应用于研究掺杂过渡金属二硫族化合物中激子和三电子之间的相干相互作用。虽然形式主义可以直接应用在第一原理的方式，为了简单起见，我们使用参数化的能带结构和静态模型介电函数，这两者都可以从使用$GW$近似的计算中获得。我们的模拟结果揭示了钼和钨基化合物中的单线态和三线态三重态之间的相互作用。我们的二维电子光谱与最近的实验非常吻合，我们准确地再现了激子和trions之间的量子相干性的交叉峰信号指示的跳动。虽然我们确认，量子拍在基于氘的单层unambigously反映激子-trion的相干时间，他们在这里显示提供一个下限的相干时间钨类似物由于相消干涉出现从共存的单重态和三重态trions。
2018-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Exciton-Trion-Polaritons in Two-Dimensional Materials
本文提出了二维掺杂材料中激子-激子-极化激元的多体理论。激子-三重子-极化激元是涉及激子、三重子和光子的稳健相干混合激发。这些极化激元的特征最近在实验中被发现。在这些极化激元中，两体激子态通过激子-光子相互作用耦合到材料基态，四体激子态通过库仑相互作用耦合到激子态。三电子态不直接光学耦合到材料的基态。这些极化激元的能量-动量色散表现出三个带。利用格林函数计算了不同掺杂浓度下的能带色散和极化激元的组成。极化激元带之间的能量分裂以及极化激元带的光谱权重取决于激子和三重子之间的库仑耦合的强度，而库仑耦合的强度又取决于掺杂密度。激子与束缚态和非束缚态都是库仑耦合的。后者是激子-电子散射态，并且它们的包含对于捕获作为掺杂密度的函数的极化激元带之间的光谱重量转移是必要的。
2020-12-03 cond-mat.mes-hall
ARPES signatures of trions in van der Waals materials
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）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；Georg-August-Universität Göttingen（格奥尔格·奥古斯特哥廷根大学）
本文首次理论分析单层过渡金属二硫属化物中三子在ARPES谱中的特征，揭示额外电荷载流子如何改变谱峰位置和形状，并预测质量不平衡三子产生与中性激子明显分离的双峰结构，为实验识别三子态提供指导。
2025-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Steady-state nonlinear optical response of excitons in monolayer MoSe$_2$
单层过渡金属二硫属化物（TMD）半导体如MoSe $_2$具有强束缚激子，已知其表现出强共振三阶非线性响应。虽然已经有许多研究的单层TMD的超快非线性响应，稳态非线性响应的研究是缺乏的。我们报道了在7 K时，在hBN包裹的单层MoSe $_2$中激子的稳态双色非线性响应的综合研究。我们观察到与中性和带电激子物种，这是强烈依赖于泵和探针的偏振的差分传输（DT）信号。我们的研究结果进行了比较的激子-激子，激子-trion，trion-trion相关性的T-矩阵配方的基础上的理论模型。参数的选择，使理论准确地再现实验DT光谱，这被发现是占主导地位的两个激子的相关性没有强的双激子结合，激子trion吸引力的相互作用，并通过非相干弛豫强自旋混合。
2021-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Trion ladder diagrams
我们首先推导出一个新的激子与电子相互作用的“换向技术”，灵感来自我们最近开发的激子与激子相互作用。这些技术允许将\emph{exactly}考虑到载波之间的可能交换。我们利用它得到了由激子和自由电子产生算符表示的$\mathrm{X}^-$三子产生算符。在最后一部分中，我们生成与这些trions相关的梯形图。虽然类似于激子梯形图，但空穴被激子取代，它们实际上更加棘手：（i）由于激子的复合性质，人们无法识别类似于电子和空穴之间的库仑势的激子-电子势;（ii）自旋对激子不重要，而它们对具有不同能量的三重态、单重态和三重态至关重要。
2002-07-02 cond-mat.mes-hall
Exciton-to-trion conversion as a control mechanism for valley polarization in room-temperature monolayer WS$_\text{2}$
过渡金属二硫属化物（TMD）单层是在其能带结构中具有两个谷的二维半导体，可以使用圆偏振光选择性地寻址。它们的光致发光光谱的特征在于中性和带电激子（trions），它们形成由净电荷密度控制的化学平衡。在这里，我们使用化学掺杂驱动激子转换成trions在$\text{WS}_{2}$单分子膜在室温下，并通过谷选择性光激发下的光致发光测量研究由此产生的谷偏振。我们表明，掺杂导致的排放成为主导的trions与快速非辐射复合相关的强烈的谷极化。同时，掺杂导致强烈猝灭，但高度谷极化激子发射由于增强转换成trions。速率方程模型解释了掺杂控制的激子-trion平衡方面观察到的谷极化。我们的研究结果揭示了激子-激子转换对单层TMD谷极化的重要作用。
2020-07-20 cond-mat.mes-hall
Emergent Trion-Phonon Coupling in Atomically-Reconstructed MoSe$_2$-WSe$_2$ Heterobilayers
本研究在MoSe$_2$-WSe$_2$异质双层低温共振拉曼实验中发现混合层间剪切模，其仅与层内杂化三激子共振，第一性原理计算揭示Q谷态与剪切模强耦合，为栅控异质双层研究提供新参考。
2023-08-22 cond-mat.mes-hall
Binding energies of exciton complexes in transition metal dichalcogenides and effect of dielectric environment
为了准确地解释过渡金属二硫属化物MoS $_2$，MoSe $_2$，MoTe $_2$，WS $_2$和WSe $_2$中的粒子-粒子关联，用密度泛函理论和路径积分Monte Carlo方法研究了它们的激子、三电子、双激子和激子-三电子复合物.此外，通过修改粒子间的有效相互作用势，研究了介电环境对这些激子复合物性质的影响。计算激子和trion结合能与以前的实验和计算研究是一致的，和较大的系统，如双激子和激子trion复合物被发现是高度稳定的。双激子的结合能类似或高于trion的结合能，但trion的结合能对介电环境的依赖性明显强于双激子。因此，作为环境的介电常数增加的函数，激子-trion复合物“解离”为双激子而不是激子和trion。
2015-11-20 cond-mat.mes-hall
Disorder of Excitons and Trions in Monolayer MoSe2
过渡金属二硫属化物（TMDC）单分子膜的光谱主要由激子和三电子组成。在这里，我们建立这些光学跃迁的依赖性从h-BN封装单层MoSe 2的高光谱成像的无序。虽然激子和trion能量在空间上变化，但这两个量几乎完全相关，trion结合能的空间变化仅为~0.18 meV。相比之下，在两个最低能量激子状态之间的能量分裂的变化是一个数量级更大的~1.7毫电子伏。统计分析和理论建模表明，无序的结果从介电和带隙波动，而不是静电波动。我们的研究结果揭示了高质量TMDC单分子膜中的无序，它对光学跃迁的影响，以及激子和trions的多体性质。
2021-11-21 cond-mat.mes-hall
Extraordinarily bound quasi-one-dimensional trions in two-dimensional phosphorene atomic semiconductors
新的二维（2D）材料磷烯的各向异性性质，与其他2D材料，如石墨烯和过渡金属二硫属化物（TMD）半导体相比，允许激子被限制在理论预测的准一维（1D）空间中，导致由降维和屏蔽引起的显着现象。在这里，我们报告了一个trion（带电激子）的结合能为190 meV的几层磷烯在室温下，这是近一到两个数量级大于那些在二维TMD半导体（20-30 meV）和准二维量子阱（1-5 meV）。如此大的结合能仅在真正的一维材料中观察到，例如碳纳米管，其光电应用已被其固有的小光学横截面严重阻碍。磷烯提供了一种优雅的方式来克服这一障碍，使准一维激子和三电子行为在一个大的二维区域，允许光电集成。我们通过演示激子和三电子的完全线性偏振光发射，实验验证了磷烯中激子和三电子动力学的准一维性质。在高于一维的材料中，非常大的trion结合能的影响是深远的。它提供了一个室温下的二维平台来观察准一维区域内的基本多体相互作用。在室温下对磷烯的强光致发光进行了大范围的电调谐，为可调谐光源开辟了一条新的途径。
2014-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charged excitons or trions in 2D parabolic quantum dots?
到目前为止，在文献中，术语“带电激子”和“trion”经常相互混淆，并且大多被认为是相同的。在这项工作中，我们表明，这是不是在二维量子点的情况下，抛物约束。利用非限制性Hartree-Fock方法，计算了二维抛物量子点中带电激子和激子的能量和结合能随载流子在量子点中的限制的变化.结果表明，带电激子和激子的结合能随电子与空穴之间的约束比的变化而有不同的表现。还考虑了外加磁场对带电激子结合能的影响。
2021-12-26 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
Excitons and trions in CrSBr bilayers
本文理论上研究了CrSBr范德华异质结构中各向异性二维半导体的中性与带电激子，计算了激子与三子的结合能及其对质量比、介电屏蔽和层间距离的依赖，并分析了激子-光耦合效应及与驻留电子费米海的关联，结果与近期实验吻合。
2025-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Neutral and charged dark excitons in monolayer WS$_2$
利用低温和偏振分辨的磁光致发光实验研究了六方氮化硼（hBN）包裹的单层WS $_2$中暗激子和暗激子的性质。我们发现该系统是一个$n$型杂质半导体和暗trions占主导地位的发射光谱。与以前的研究WSe $_2$，我们确定库仑交换相互作用耦合中性暗和灰色激子通过其偏振特性，而类似的效果是没有观察到暗trions。在垂直和平行于单分子层平面的磁场中，我们确定了暗三角子的g因子为$g\sim$-8.6。它们的衰减速率接近0.5 ns，比亮激子的衰减速率长2个数量级以上。
2020-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Revealing the Biexciton and Trion-exciton Complexes in BN Encapsulated WSe2
过渡金属二硫属化物（TMD）中的强库仑相互作用导致了强束缚激子、三激子和双激子的出现。这些激子复合物具有谷自由度，可用于量子光电子学。然而，在激子和trion属性的良好理解相反，双激子的结合能仍然难以捉摸，与理论计算和实验研究报告不一致的结果。在这项工作中，我们通过采用低温光致发光光谱来识别BN封装单层WSe 2中的双激子态来解决这一冲突。双激子态仅存在于电荷中性的WSe 2中，这是通过有效的静电门控控制实现的。在轻电子掺杂的WSe 2中，一个自由电子与双激子结合并形成三电子-激子复合物。对双激子和三离子激子复合物的进一步理解为利用TMD中的多体物理用于新型光电子学应用铺平了道路。
2018-06-11 cond-mat.mes-hall
Excitons, trions, and biexcitons in transition metal dichalcogenides: magnetic field dependence
研究了垂直磁场对半导体过渡金属二硫属化物（TMD）单分子膜中激子、三激子和双激子的结合能和结构性质的影响。随机变分方法（SVM）与相关高斯基被用来计算这些少粒子系统的不同属性。此外，我们提出了一个简化的变分方法，支持SVM结果的激子作为磁场的函数。激子的抗磁位移与最近的实验结果进行了比较，我们将这一概念推广到trions和双激子。局部势的波动，我们模型的圆形势阱，上的结合能的trions和双激子的影响进行了研究，发现显着增加这些激子复合物的结合。
2018-05-07 cond-mat.mes-hall
Comparison between trion and exciton electronic properties in CdSe and PbS nanoplatelets
金属硫族化物胶体纳米片的光电性质通常用激子态来解释。然而，最近的光谱实验证据的存在trion状态，使这些结构中的缓慢俄歇复合。我们分析了如何在trions中的额外的电荷的存在下修改的发射能量和振子强度相比，中性激子。这些属性是非常敏感的介电约束和电子相关性，我们准确地描述使用图像电荷和变分量子蒙特卡罗方法在有效质量哈密顿。我们观察到中性激子的巨振子强度在trions中受到很大的抑制。负的和正的trions相对于激子红移，并且它们的发射能量随着血小板与其周围环境之间的介电失配的增加而增加，这是自能势的结果。我们的结果是一致的文献中的实验，并评估以前的理论近似的有效性。
2021-05-05 cond-mat.mes-hall
The strong modulation limit of excitons and trions in moiré materials
弱掺杂的二维材料的光学性质主要由强激子和激子的吸收和发光特性决定。在这篇文章中，我们研究了在强莫尔调制势的限制下，半导体异质双层膜中的莫尔图案对激子和trion态的影响，评论了与半导体量子点中激子和trion的情况相比的相似性和差异性。我们讨论了利用光学特性作为莫尔材料的定量探针的策略，以及利用莫尔材料设计独特的光发射器的前景。
2022-06-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Brightening dark excitons and trions in systems with a Mexican-hat energy dispersion: example of InSe
本文以单层 InSe 为例，用变分法研究墨西哥帽型色散二维材料中动量暗激子与三激子的性质，并分析声子耦合点亮机制及光致发光光谱，为光电器件利用暗激子开辟新方向。
2025-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The interplay between excitons and trions in a monolayer of MoSe$_2$
我们研究了低温下自由载流子库对MoSe $_2$单层中激子和三离子复合物光学性质的影响。通过应用光掺杂通过非共振泵浦激光器的电子密度可以控制在我们的样品中，反过来激子和trion密度可以调谐。我们发现一个显着增加的trion的结合能中存在的诱导电子气在功率和时间分辨的光致发光光谱。这种行为是再现在原来的变分方法，考虑到屏蔽和相空间填充效应。
2017-02-14 cond-mat.mes-hall
Long tailed trions in monolayer MoS$_2$: Temperature dependent asymmetry and red-shift of trion photoluminescence spectra
单层二硫化钼（MoS $_2$）由于其两个不等价的直接能隙谷导致奇异的束缚态和激发态而成为一种优秀的二维模型体系。在这里，我们专注于一个这样的束缚态，带负电荷的三离子。与激子不同，trion可以通过踢出电子以非零动量辐射衰变，导致具有长低能尾的不对称trion光致发光（PL）峰。因此，峰值位置并不对应于零动量的trion能量。通过包括在我们的分析中的trion的长尾，我们能够准确地分离激子从trion的PL光谱的贡献。根据理论，非对称的能量尾具有尺寸依赖性和温度依赖性的贡献。温度相关的数据的分析揭示了有效的trion大小，与文献一致，和带隙和自旋轨道分裂的价带的温度依赖性。最后，我们观察到签名的保利阻塞的trion衰变。
2016-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Microscopic many-body theory of two-dimensional coherent spectroscopy of excitons and trions in atomically thin transition metal dichalcogenides
本文提出微观多体理论，用极化子格林函数描述单层MoSe2中激子与三离子的二维相干光谱，在不引入唯象参数的情况下成功再现实验中的量子拍频，并分析了理论与实验的定量差异来源。
2022-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Charged excitons and biexcitons in laterally coupled InGaAs quantum dots
本文给出了激子、正、负三重子（X \pm）、正、负四重子（X 2 \pm）和双激子的原子经验赝势计算和组态相互作用的结果。所研究的结构是在横向电场下嵌入GaAs中的横向排列的InGaAs量子点分子。激子相当简单的能量在带电准粒子的情况下变得更加复杂，但仍然容易处理。负三振子谱在目前可用的场范围内显示四个反交叉，而正三振子显示两个。反交叉的幅度揭示了载流子隧穿过程中的多体效应，这应该是实验上可以达到的。
2010-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Manipulation of exciton and trion quasiparticles in monolayer WS2 via charge transfer
过渡金属二硫属化物中的电荷掺杂目前是对于未来电子和光电子应用非常重要的主题。在这里，我们展示了化学掺杂在CVD生长单层（1 L）的WS 2由几个常用的实验室溶剂通过研究室温光致发光（PL）。在PL光谱和淬灭的PL强度中出现明显的三电子发射，表明WS 2中存在n型掺杂。掺杂1 L-WS 2的温度相关的PL光谱显示，在低温下，三电子发射强度比激子发射强度显著增强，表明三电子在低温下的稳定性。利用三电子形成的质量作用定律，模拟了激子-三电子的温度依赖性布居动力学。这些结果揭示了基于溶液的化学掺杂在1 L WS 2和其对光致发光的深刻影响，这是必不可少的光电子应用的光学和电学性能的控制。
2019-06-07 cond-mat.mes-hall
The trion: two electrons plus one hole versus one electron plus one exciton
我们首先表明，对于与trions处理的问题，这是完全没有希望使用标准的多体描述的电子和空穴及其相关的费曼图。然后，我们展示了如何，通过使用一个trion作为一个电子与激子相互作用的描述，我们可以得到trion吸收通过更简单的图表，写与电子和\emph{excitons}。这些图是相当新颖的，因为激子不是精确的玻色子，我们不能使用设计来处理相互作用的真费米子或真玻色子的标准程序。一个新的多体形式主义是必要的，以建立这些电子激子图的有效性，并得出其特定的规则。它依赖于我们最近开发的“交换技术”来处理相互作用的近玻色子。这种技术产生了与电子和激子之间的直接库仑过程相关的散射，以及与电子-激子对内部的电子交换相关的无量纲“散射”-这种“散射”是我们多体理论的原始部分。事实证明，尽管交换对于区分单线态和三线态三重态是至关重要的，但当光生电子和初始电子具有相同的自旋-- \emph{i}时，这种"散射“会明确地进入吸收。\emph{e} .，当三重态三振子是唯一产生的三重态三振子时--当两个自旋不同时，虽然三重态三振子在这种情况下也会产生。将给出这个相当令人惊讶的结果的物理原因。
2004-02-17 cond-mat.mes-hall
Excitons and trions in WSSe monolayers
半导体过渡金属二硫属化物（S-TMD）合金的单层（ML）中的带隙以及电学和光学性质的几乎线性调谐的可能性开辟了制造具有按需特性的材料的途径。利用光致发光光谱，研究了沉积在SiO_2 $_2$ /Si衬底上的S/Se比为57/43的WSSe多层膜的光学性质。类似于$"parent"$ WS $_2$和WSe $_2$ ML，我们将WSSe ML分配到具有暗基态激子的ML族。我们发现，除了中性明亮的A激子线，三个观察到的发射线与带负电荷的激子。面内和面外磁场的应用使我们能够合理地分配明亮和黑暗（自旋和动量禁止）的负trions以及声子副本的黑暗自旋禁止复合物。此外，还证明了WSSe ML中单光子发射体的存在，从而为S-TMD未来潜在的量子应用提供了扩大波长范围的机会。
2022-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical properties of charged excitons in two-dimensional semiconductors
原子薄的过渡金属二硫属化物中的强库仑相互作用使得这些系统特别有希望用于激子物理的研究。特别令人感兴趣的是带电激子，也称为trions，在二维半导体的光学性质中的表现。为了描述这样的系统的光学响应，激子与驻留电子的相互作用应明确考虑。在本文中，我们证明，这可以在trion（基本上，少粒子）和费米极化子（多体）的方法，产生等效的结果，提供的电子密度是足够低的trion结合能是远远小于激子。在这里，我们考虑的光学跃迁的振子强度有关的带电激子，精细结构的trions和塞曼效应，以及trions的光致发光说明了适用性的少粒子和多体模型。
2020-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Cross-over from trion-hole to exciton-polaron in n-doped semiconductor quantum wells
我们提出了一个在n掺杂的二维（2D）和准二维半导体的光吸收的理论研究，考虑到光生激子与费米海（FS）电子通过（i）泡利阻塞，（ii）库仑屏蔽，（iii）FS电子-空穴对的激发-我们在这里限制为一个相互作用。因此，我们处理的系统是由一个激子加上零或一个FS电子空穴对。在低掺杂时，系统的基态主要是由一个“trion-hole”-一个trion（两个相反自旋的电子加上一个价空穴）弱结合到一个FS空穴-和一个小的激子组成。由于trion与光子耦合不良，最低吸收峰的强度较弱;由于2粒子和4粒子状态之间的耦合较大，由于激子分量的增长，最低吸收峰的强度随着掺杂而增加。随着掺杂浓度的进一步增加，由于FS电子的Pauli阻挡作用，三电子-空穴复合物的束缚减少，能量增加。较低的峰然后变得主要是由于由FS电子-空穴对修饰的激子，即激子-极化子。结果表明，$n$ -杂质半导体量子阱的吸收光谱呈现两个显著的吸收峰，随着掺杂量的增加，最低吸收峰的性质由三空穴转变为激子极化子。我们的工作还确定了实验观察到的，甚至在反交叉之前，随着掺杂的增加，三重空穴峰和激子-极化子峰之间的能量分离的物理机制。
2018-10-31 cond-mat.mes-hall
Anyon-trions in atomically thin semiconductor heterostructures
Ludwig-Maximilians-Universität München（慕尼黑大学）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）；Collège de France（法兰西公学院）；CNRS（法国国家科学研究中心）；ENS-Université PSL（巴黎高等师范学院-巴黎文理研究大学）；Sorbonne Université（索邦大学）；International Solvay Institutes（国际索尔维研究所）；Université Libre de Bruxelles（布鲁塞尔自由大学）；ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）
该研究通过理论分析证明在二维半导体异质结构中，层间激子与准孔结合可形成任何子三重态，并展示了其结合能与准孔电荷的关系。
2025-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
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
Asymmetric trions in monolayer transition metal dichalcogenides
本文提出三激子波函数非对称模型，指出激子-三激子劈裂不仅包含三激子结合能，还包含亮暗激子结合能之差，并定量解释了MoSe2和WSe2中的三激子能量。
2025-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
