Biexciton, single carrier, and trion generation dynamics in single-walled carbon nanotubes
本文研究了半导体单壁碳纳米管中的自由载流子光生和多载流子束缚态，如双激子和三离子（电离激子）。用飞秒脉冲进行的泵浦和探测测量揭示了载流子之间的强库仑相互作用对它们的动力学的影响。双激子形成的激子人口的光跃迁的结果在诱导的吸收线（结合能130毫电子伏）。激子-激子湮灭过程显示出在高密度下朝向可以从纳米管驱逐载流子的俄歇过程演变。剩余的载流子由于形成三电子而引起诱导吸收（结合能190 meV）。这些特征显示了激子和自由载流子种群的动态。
2013-02-06 cond-mat.mes-hall
Biexciton oscillator strength
我们的目标是提供光子和双激子之间的基本耦合的物理理解，并得出双激子振子强度的物理特性，以下的程序，我们使用的trion。而不是更标准的双光子吸收，这项工作集中在激子气体中的光子吸收产生的分子双激子。我们首先确定适当的一组坐标在实空间和动量空间来描述一个双激子作为两个相互作用的激子。然后，我们转向二次量子化，并引入“激子意义上的傅立叶变换”的双激子波函数，这是相关的数量为振子强度。我们发现，与trion一样，由一个光子加上一个\emph{single}激子形成一个双激子的振子强度非常小：它是一个双激子体积除以一个小于激子振子强度的样品体积。然而，由于它们的量子性质，trion和双激子具有表现完全不同的吸收线。电子和介子是费米子粒子，不可能以相同的能量堆积起来。这将使弱三子线随电子密度的增加而扩展，这种峰结构只来自奇异多体效应。相比之下，激子和双激子的玻色子性质使得双激子峰主要随着激子密度而上升，如果我们忘记光生激子和样品中存在的激子之间的多体效应，则这种上升是简单线性的。
2009-10-16 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
The biexciton puzzle
随机变分方法（SVM）表明，有效质量模型正确地估计了激子和三重子的结合能，但不能预测双激子的实验结合能.利用高精度变分计算，它表明，双激子的结合能在过渡金属二硫属化物小于三离子结合能，矛盾的实验结果。计算结果还表明，双激子的激发态与实验数据符合得很好。这种激发态对应于一个空穴附着在一个负三振子上，可能是理论和实验之间差异的一个可能的解决方案。
2015-07-28 cond-mat.mes-hall
Fine structure and magneto-optics of exciton, trion, and charged biexciton states in single InAs quantum dots emitting at 1.3 um
我们提出了一个详细的调查个别InAs量子点（QD）的光学特性的金属有机化学气相沉积生长，在电信窗口约1300 nm的低温发射。使用显微光致发光（PL）光谱，我们已经确定了中性，带正电，带负电的激子和双激子状态。随温度变化的测量揭示了由于载流子扩散率的差异引起的点充电效应。我们观察到一个显着的线性偏振分裂的中性激子和双激子线（~250微电子伏特），导致在量子点结构的不对称性。这种不对称性还导致激发态的混合，这表现在带电双激子发射的精细结构和极化中;从该数据中，我们获得各向异性和各向同性电子-空穴交换能之间的比值为（Δ 1）/（Δ 0）= 0.2- 0.5。磁光致发光光谱已被用来研究各种激子复合物的抗磁响应和塞曼分裂。我们发现激子，正双激子和负双激子之间的g因子的显着变化，这也是由于各向异性效应和电子和空穴波函数的横向范围的差异。
2005-10-07 cond-mat.mes-hall
Dark trions and biexcitons in WS2 and WSe2 made bright by e-e scattering
单层过渡金属二硫属化物的直接带隙特性和价带边缘（在K和K'谷）的大自旋轨道分裂使这些二维材料处于密集的实验和理论研究的聚光灯下。特别地，对于钨二硫属化物，已经发现导带边缘的自旋分裂的符号使得基态激子由于组成电子和空穴之间的自旋和动量失配而辐射不活跃（暗）。人们可以类似地假设，这些单层中的带电激子和双激子的基态也是暗的。在这里，我们表明，谷间K $\leftrightarrows$ K'电子-电子散射混合这些复合物的亮态和暗态，并估计在基态的辐射寿命这些“半暗”的trions和双激子为~ 10 ps，并分析这些复合物如何出现在WS_2和WSe_2单分子膜的温度依赖的光致发光光谱。
2017-01-05 cond-mat.mes-hall
Stability of trions in coupled quantum wells modelled by two-dimensional bilayers
我们报告变分和扩散量子蒙特卡罗计算的间接trions和双激子的结合能在理想的二维双层系统的有效质量近似下，并与一个库仑$1/r$之间的相互作用载流子。已经研究了各种电子-空穴质量比的临界层分离，在该临界层分离处，trions变得不受束缚，并且发现比双激子的临界层分离大一个数量级。
2017-10-13 cond-mat.mes-hall
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
Relative stability of excitonic complexes in quasi-one-dimensional semiconductors
一个配置空间的方法来揭示最低能量的中性和带电的激子复合物（双激子和trion）在准一维半导体的一般稳定性的特点。Trions被证明是更稳定的比双激子在强限制的结构与小的减少电子空穴质量。双激子在具有大的减少的电子-空穴质量的较少限制的结构中更稳定。特别是在半导体碳纳米管中，trion结合能比双激子的结合能大约1.4倍，随直径减小，从而揭示了最近实验观察的一般物理原理。
2014-08-03 cond-mat.mes-hall
Influence of well width fluctuations on the binding energy of excitons, charged excitons and biexcitons in GaAs-based quantum wells
采用第一性原理路径积分Monte-Carlo方法研究了准二维GaAs/Al $_{x}$ Ga $_{1-x}$ As量子阱中激子、三激子（带正电荷和负电荷的激子）和双激子与单岛界面缺陷的结合能.我们详细讨论了结合能对阱宽波动的大小和量子阱宽度的依赖关系。对激子、三重子和双激子结合能随阱宽变化的数值计算结果与实验数据吻合较好。
2004-04-08 cond-mat.mes-hall
Simulations of Trions and Biexcitons in Layered Hybrid Organic-Inorganic Lead Halide Perovskites
表现得像具有不可忽略的介电对比度的原子精确的二维量子阱，分层HOIP具有强的电子相互作用，导致紧密结合的激子，其结合能在500 meV的量级上。这些强相互作用表明，更大的激子复合物，如三激子和双激子，这是很难研究数值由于层状HOIP的复杂性的可能性。在这里，我们提出和parameterized模型哈密顿激子复合物在层状HOIP和我们研究的相关本征函数的trions和双激子使用扩散蒙特卡罗和非常大的变分计算明确相关的高斯基函数相结合。这些复合物的结合能和空间结构作为层厚度的函数。最薄的层状HOIP的trion和双激子的结合能分别为35毫电子伏和44毫电子伏，而一个单一的剥离层被预测具有trion和双激子具有相等的结合能为48毫电子伏。我们将我们的研究结果与现有的实验数据和其他准二维材料进行比较。
2020-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Calculation of the biexciton shift in nanocrystals of inorganic perovskites
我们计算了无机钙钛矿CsPbBr 3和CsPbI 3的纳米晶体（NC）的三电子和双激子（相对于单个激子）的发射频率的偏移。计算采用了自洽的Hartree-Fock和多体微扰理论的最低（第二）阶载流子间相关能的治疗相结合的一个函数k.p模型。假设三电子和双激子中的载流子在发射发生之前已经非辐射地弛豫到带边的基态。CsPbBr 3和CsPbI 3的理论trion位移被发现是公平的协议与现有的实验数据，其中包括低温单点测量，虽然可能是系统的小的一个因素的顺序为1.5，这可以解释为一个稍微高估的介电常数和省略的第三和高阶项的相关能量的组合。考虑到这一水平的协议，我们估计，基态双激子位移CsPbBr 3是一个红移的顺序为10-20毫电子伏的NC与边长为12 nm。这个值是众多的高温测量之间的中间NC的CsPbBr 3，从大的红移的顺序100 meV的蓝移数meV。
2020-02-18 cond-mat.mes-hall
Tensor network strategies for calculating biexcitons and trions in monolayer 2D materials beyond the ground state
最近，在[Phys. Rev. B 99，241301（R）（2019）]中，简要介绍了建立在逻辑电路上的张量网络，以检索激子和双激子状态。与传统方法相比，张量网络方法在布里渊区的网格点中以对数而不是线性缩放，并且在电子和空穴的数量中以线性而不是指数缩放。这使得在整个布里渊区的计算精度比以前更高。在本文中，广泛的细节，一个有效的实施和相应的数学背景。特别是这包括应用和结果的激子，trions和双激子（单层MoS $_2$为例），超越了最初的简要介绍。利用张量网络方法的高精度全布里渊区处理，讨论了选择性激发束缚态的计算策略和常用近似的检验。
2020-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Increased formation of trions and charged biexcitons by above-gap excitation in single-layer $WSe_2$
本研究利用多种激发光谱发现，高能带隙以上激发可在单层 WSe2 中开启独特热化路径，显著增强三离子和带电双激子形成。
2024-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Theory of the Coherent Response of Magneto-Excitons and Magneto-Biexcitons in Monolayer Transition Metal Dichalcogenides
近年来，高质量的、电荷中性的单层过渡金属双硫族化合物在均匀极限下具有窄的激子线宽，为研究激子多体相互作用提供了一个理想的平台。特别是，操纵相干激子-激子相互作用的可能性，管理超快的非线性光学响应，通过施加外部磁场尚未考虑到目前为止。我们解决这个矛盾，提出了一个非线性微观理论的相干限制光激发在存在的平面外，平面内，和倾斜的磁场。具体而言，我们探讨了磁场诱导的激子和双激子精细结构，并计算其振子强度的基础上的海森堡运动方程的形式主义。我们的泵浦探测光谱的微观评价允许解释和预测相干签名在未来的波混合实验。
2020-09-18 cond-mat.mes-hall
Phonon-assisted exciton and trion conversion efficiency in transition metal Dichalcogenides
光致发光光谱表明，单层过渡金属二硫属化物（MLTMDC）具有带电激子结合能，与光学声子的能量非常相似。这种神秘的巧合提供了机会，调查trion，激子和声子之间的多体相互作用，并导致有效的激子反斯托克斯过程的激光制冷和能量收集的潜力。在这项研究中，我们表明，在WSe 2材料中，trion结合能匹配两个声子模式，outofplane HP和in-plane LO模式。在这方面，使用费米黄金法则结合有效质量近似，我们研究了激子和trion之间的人口转移率，介导的单个声子。我们表明，虽然两个声子模式的上转换过程中的绝对重要性强烈依赖于实验条件，如温度和介电环境（基板），这两种模式导致的时间尺度上的上转换过程在几皮秒到亚纳秒的范围内，与最近的实验结果一致。在我们的研究中，还研究了共轭过程，作为温度和电子密度的函数。我们证明了激子到氚子的下转换过程在低电子密度和高温下是不可能的，而在低温和电子密度下，下转换过程急剧增加，达到几皮秒的时间尺度。最后，我们的研究结果表明，转换过程发生更迅速地在示范性单层的铼基二硫属化物（MoSe 2和MoTe 2）比钨二硫属化物。
2020-05-12 cond-mat.mes-hall
Theory of biexciton-polaritons in transition metal dichalcogenide monolayers
该研究从理论上探究了嵌入过渡金属二硫化物单层的平面微腔在双激子与腔模共振时的非线性光学响应，揭示了不同泵浦强度下发射光谱的双峰、Mollow三重态及混沌相关的不规则谱等特征及拉比劈裂的标度规律。
2025-01-20 cond-mat.mes-hall
Optical Aharonov-Bohm Effect on Wigner Molecules in Type-II Semiconductor Quantum Dots
在空穴被限制在量子点内部，电子被限制在围绕量子点的环形区域的II型半导体量子点中，我们从理论上研究了三电子和双激子的磁致发光。首先，我们证明了三电子和双激子中的两个电子彼此强烈相关，形成了维格纳分子：由于电子的相对运动被冻结，它们表现为一个复合粒子，其质量和电荷是单个电子的两倍。因此，三电子和双激子的能量作为磁场的函数以单电子Aharonov-Bohm振荡的一半周期振荡。接下来，我们评估光致发光。在多体基态跃迁时，峰位和峰高都是不连续变化的，这意味着可能通过光学实验观察到Wigner分子。
2011-04-20 cond-mat.mes-hall
Brightened emission of dark trions in transition-metal dichalcogenide monolayers
本研究揭示了过渡金属二硫族化物单层中暗三子发光增亮的机制，即通过电子-电子或空穴-空穴辅助的二阶复合过程，并发现其g因子符号反转，提出了涉及Γ价带的增亮机制。
2025-01-21 cond-mat.mes-hall
Complexes of dipolar excitons in layered quasi-two-dimensional nanostructures
本文讨论了层状准二维半导体异质结构中间接激子形成的中性和带电复合物（双激子和三电子）。间接激子-不同层的长寿命中性库仑束缚电子和空穴对-已知用于半导体耦合量子阱，并且最近报道用于范德华异质结构，例如双层石墨烯和过渡金属二硫属化物。利用组态空间方法，我们推导出三子和双激子结合能随层间距变化的解析表达式。该方法捕获复杂的形成，揭示显着的结合能，高达几十毫电子伏的典型层间距离~3-5 A，与trion结合能总是大于双激子的基本运动学。我们的结果有助于理解更复杂的多体现象，如激子玻色-爱因斯坦凝聚和Wigner类电子空穴结晶在层状半导体异质结构。
2017-12-24 cond-mat.mes-hall
Configuration space method for calculating binding energies of exciton complexes in quasi-1D/2D semiconductors
North Carolina Central University（北卡罗来纳中央大学）
本文提出一种配空间方法，用于计算准1D/2D半导体中激子复合物（三重态、双激子）的结合能，揭示了在强限制结构中三重态结合能更高，而在弱限制结构中双激子结合能更高，从而得出三重态稳定性随横向尺寸增加而降低的普遍交叉行为。
2016-07-02 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
Few-body systems in condensed matter physics
本文综述了凝聚态物理中电子和空穴少体系统的研究和计算。我们分析和说明了各种方法的应用程序描述的两个，三个和四体激子复合物，如激子，trion和双激子在三维，二维和一维配置空间中的各种类型的材料。我们讨论和分析了多年来所做的贡献，以了解如何减少维数影响的激子，trions和biexcitons在散装和低维半导体的结合能，并解决仍然存在的挑战。
2019-07-25 cond-mat.mes-hall
Radiative Lifetimes of Excitons and Trions in Monolayers of Metal Dichalcogenide MoS2
我们目前的结果激子和trions在一个单层的金属二硫属化物二硫化钼的辐射寿命。小的激子半径和大的激子光振子强度导致具有小的面内动量并耦合到辐射的激子的辐射寿命在0.18-0.30 ps范围内。热分布激子的平均寿命线性地依赖于激子温度，并且在小温度下可以在几皮秒范围内，在室温附近可以超过一纳秒。定域激子的寿命在相同的范围内，并且寿命随着定域长度的减小而增加。氚子的辐射寿命在几百皮秒的范围内，并且随着氚子动量的增加而增加。热分布的trions的平均寿命增加的trions温度作为trions获得热能和更大的动量。我们希望我们的理论结果适用于大多数其他2D过渡金属二硫属化物。
2015-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Excitons and trions in monolayer transition metal dichalcogenides: A comparative study between the multiband model and the quadratic single-band model
采用多带和单带模型研究了单层过渡金属二硫属化物中激子和三电子的电子和结构性质。在多带模型中，我们在导带和价带边的单粒子态的乘积基中构造激子哈密顿量。我们解耦相应的能量本征值方程和求解所产生的微分方程自洽，使用有限元法（FEM），以确定能量本征值和波函数。作为比较，我们还考虑了数值研究中常用的简单单带模型。我们解决的能量本征值方程使用有限元以及与随机变分方法（SVM），其中变分波函数扩展的基础上，大量的相关高斯。我们发现这两种方法的结果之间，以及与其他理论工作激子，我们也比较与现有的实验数据。对于trions，由于我们在使用FEM时忽略了角相关性，因此两种方法之间的一致性不太好。最后，当比较这两个模型时，我们看到，当（带间）相互作用较强时，多带模型中价带的存在导致与单带模型的差异。
2017-07-24 cond-mat.mes-hall
Symmetry-dependent exciton-exciton interaction and intervalley biexciton in monolayer transition metal dichalcogenides
过渡金属二硫属化合物（TMD）单层膜的多谷能带结构产生谷内和谷间激子。人们已经对这些激子有了很多了解，但基本问题仍然存在，例如如何用它们的相关性在一个统一的图像中描述它们，来自不同谷的激子如何耦合形成谷间双激子？为了解决这个问题，我们从两个激子的组成载流子-费米子之间的相互关联导出激子哈密顿量。通过点对称群的不可约表示识别激子，我们发现它们的成对相互作用依赖于相互作用激子的对称性。除了来自不同谷的激子相互吸引形成谷间双激子的情况外，它通常是排斥的。我们建立了双激子结合能与激子质量和材料及周围环境的介电特性之间的半解析关系。总的来说，通过深入了解不同激子的性质及其相关性，我们的理论模型捕获了激子相互作用特性，允许对单层TMD中谷间双激子的结构和能量特征进行全面描述。
2021-12-07 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
Electrostatic control of the trion fine structure in transition metal dichalcogenide monolayers
在低维掺杂的过渡金属二硫属化合物（TMDC）单层膜中，带电激子（trions）对光谱的形成是必不可少的。使用直接对角化的三体哈密顿量，我们探讨了四种类型的TMDC ML中的低洼trion态。结果表明，三电子精细结构是单粒子带的自旋谷精细结构与组成粒子间交换作用相互作用的结果。我们表明，通过掺杂和介电环境的变化，可以调谐的trion能量精细结构，导致反交叉的亮和暗状态的TMDC ML的光谱的实质性影响。
2021-04-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Room temperature observation of biexcitons in exfoliated WS2 monolayers
单层WS 2是具有高光致发光（PL）产率的直接带隙半导体，在光电子学的新兴应用中具有很大的前景。在2D单层中的空间限制与弱介电屏蔽一起导致中性激子以及其他激子复合物（例如其结合能相应地缩放的三激子和双激子）的巨大结合能。在这里，我们报告存在的双激子在机械剥离的WS 2薄片从78 K到室温。执行温度和功率依赖的PL测量，我们确定的双激子发射通道通过的超线性行为的集成PL强度作为激发功率密度的函数。相反，中性和带电激子在整个温度范围内表现出线性到次线性的依赖性。从双激子和中性激子的发射通道之间的能量差，双激子的结合能为65-70毫电子伏的确定。
2017-05-08 cond-mat.mes-hall
Theoretical investigation of electron-hole complexes in anisotropic two-dimensional materials
本文用有效质量理论研究了二维各向异性材料中的三激子和双激子。磷烯和arsenene，材料，如直接准粒子间隙和各向异性导电和价带的共享功能，得到明确的结果。Trions被预测为具有非常高的结合能和细长的电子-空穴结构，优选沿扶手椅方向排列，其中有效质量较低。我们发现，双激子结合能也显着大，特别是单层磷烯，在那里他们被发现是那些典型的单层过渡金属dichalcogenides的两倍大。
2016-03-04 cond-mat.mes-hall
Absorption of Light by Excitons and Trions in Monolayers of Metal Dichalcogenide MoS$_{2}$: Experiments and Theory
测量了金属二硫属化物MoS $_{2}$单分子膜中激子和三电子的吸收光谱和电导率，并与理论模型进行了比较。我们的研究结果表明，Wannier-Mott模型的激子，修改帐户小激子半径和大激子的相对波函数在动量空间中的传播，相空间阻塞由于泡利排斥掺杂材料，和波矢依赖的介电常数，给出的结果与实验吻合得很好。测得的激子光吸收光谱是用来获得实验估计的激子半径落在$7-10Å$范围内，并同意与理论。测得的trion光学吸收光谱被用来获得的trion半径，也同意与理论值。激子和trion半径的测量值对应于结合能，其与从第一性原理计算获得的值非常一致。
2014-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Trion gas, electron-hole liquid, and metal-insulator transition in doped heterostructures based on transition metal dichalcogenides
研究了掺杂对过渡金属二硫族化合物异质结构中电子空穴液体参数的影响。绘制了弹流润滑相图。结果表明，对于高温紧束缚弹流润滑的形成，以及从半导体态（激子态）到半金属态（电子-空穴等离子体/液体）的转变，在能带中掺杂更多的谷是有利的.采用修正的Mott判据和屏蔽势变分计算方法研究了从氚气体到电子空穴等离子体的转变。研究了在无激光激发的平衡态下掺杂对金属-绝缘体相变的影响。
2022-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Trion-trion annihilation in monolayer WS$_2$
单层过渡金属二硫属化物中的强库仑相互作用可以促进激子复合物之间的非平凡多体效应。激子-激子湮灭（EEA）等多体效应在该材料体系中得到了广泛的研究。然而，对于带电激子（或trion）的类似效应，即trion-trion湮灭（TTA），预期由于排斥性的类电荷而被相对抑制，并且迄今为止尚未在这样的层状半导体中观察到。在单层WS $_2$中，通过“反交叉”的行为，通过依赖于栅极的调谐的三振子和带电双激子之间的光谱重叠，在这里，我们提出了一个实验观察的三振子发射强度的异常抑制与栅极电压的增加。结果与时间分辨测量密切相关，并推断为一个非平凡的TTA的直接证据，从非辐射俄歇重组的明亮trion，和相应的能量共振促进暗trion的带电双激子状态。提取的俄歇系数的过程中被发现是可调的10倍，通过门依赖的调谐的光谱重叠。
2022-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
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
Theory of magnetotrion-polaritons in transition metal dichalcogenide monolayers
本文理论研究垂直磁场对过渡金属二硫属化物单层中带电激子及其极化激元的影响，揭示自旋与轨道效应贡献相当，并阐明磁场导致的有效巨塞曼劈裂机制。
2024-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Two-dimensional coherent spectroscopy of trion-polaritons and exciton-polaritons in atomically thin transition metal dichalcogenides
本文通过微观多体计算，研究微腔中过渡金属二硫化物单层内三重子-极化激元和激子-极化激元的二维相干光谱，预测三种交叉峰，揭示分支间相干性，为探索强非线性提供基础。
2022-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
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
Microscopic Origin of the Valley Hall Effect in Transition Metal Dichalcogenides Revealed by Wavelength Dependent Mapping
过渡金属二硫属化物（TMDs）半导体单层结构的能带结构具有两个简并谷，其Berry曲率大小相等但方向相反。已经预测，当用圆偏振光照射时，带间跃迁在这些谷中产生电子和空穴的不平衡的非平衡群体，导致当电流流过系统时在零磁场处的有限霍尔电压。这就是最近在实验中观察到的所谓谷霍尔效应。在这里，我们表明，这种效果是由光生的中性激子和带电trions介导的，而不是由带间跃迁产生独立的电子和空穴。我们进一步展示了一种实验策略，基于波长依赖的霍尔电压的空间映射，这使得激子和trion贡献的谷霍尔效应被区分在测量中。这些结果代表了我们对半导体过渡金属二硫属化合物中光致谷霍尔效应微观起源的理解向前迈出了重要一步，并通过实验证明了复合准粒子（例如trions）也可以具有有限的Berry曲率。
2017-08-31 cond-mat.mes-hall
Trions in two-dimensional monolayers within the hyperspherical harmonics method. Application to transition metal dichalcogenides
本文采用四维超球谐函数方法求解TMDC单层中带RK势的三体薛定谔方程，在库仑与对数极限下得到X⁻、X⁺三粒子激子结合能的解析界，数值结果与实验相符。
2024-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Neutral and Charged Inter-Valley Biexcitons in Monolayer MoSe$_2$
在原子薄的过渡金属二硫属化物（TMD）中，库仑相互作用的介电屏蔽降低导致强相关的多体态，包括激子和三重子，其主导光学性质。更高阶的状态，如束缚双激子，是可能的，但很难明确地确定单独使用线性光谱方法。在这里，我们实现偏振分辨二维相干光谱解开单层MoSe $_2$的复杂的光学响应，并确定多个高阶相关态。中性和带电谷间双激子的决定性签名出现在交叉极化的二维光谱中，分别为~20 meV和~5 meV的结合能-类似于最近使用变分和蒙特卡罗方法的计算。一个考虑谷依赖的光学选择规则的理论模型揭示了产生这些状态的特定量子路径。谷间双激子确定在这里，由中性和带电激子从不同的山谷，创造异国情调的激子极化激子凝聚和发展双激子激光器和偏振纠缠光子源提供了新的机会。
2016-09-07 cond-mat.mes-hall
Excitonic effects in two-dimensional semiconductors: Path integral Monte Carlo approach
新型2D半导体最显著的特征之一（例如，过渡金属二硫属化物单层或磷烯）是载流子之间的强库仑相互作用，导致大的激子效应。特别地，这导致在光激发时形成多载流子结合态（例如，激子、三激子和双激子），其可以在近室温下保持稳定并且显著地有助于这种材料的光学性质。本文采用路径积分蒙特卡罗方法对二维半导体中多载流子束缚态的性质进行了数值研究。具体来说，我们已经准确地调查和制表的依赖性的单激子，trion和双激子的结合能的电介质屏蔽的强度，包括非常强和非常弱的屏蔽的极限情况。这项工作的结果是潜在的有用的实验数据分析和基准的理论和计算模型。
2015-10-30 cond-mat.mes-hall
Self-balancing luminescence kinetics of charged excitons in WS$_2$ monolayer
Ioffe Institute（约费研究所）
该研究揭示WS$_2$单层中激子、双激子及带电态形成相互作用的整体，暗三重子长寿命贡献增强发光，自洽速率方程模型成功复现温度依赖动力学。
2026-09-15 cond-mat.mes-hall
Strain control of exciton and trion spin-valley dynamics in monolayer transition metal dichalcogenides
本文通过偏振分辨光致发光光谱研究双轴应变下单层MoSe$_2$和WSe$_2$的激子与三子自旋-谷动力学，发现应变通过调节电子-空穴交换相互作用显著改变WSe$_2$三子谷极化，为调控多谷系统谷物理提供了新途径。
2023-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Exciton, trion and localized exciton in monolayer Tungsten Disulfide
双过渡金属二硫属化物（TMD）已经成为使用二维（2D）半导体的各种应用的有前景的材料。由于其独特的光学性质来源于中性和带电激子，因此引起了人们越来越多的关注。在这里，我们报告带负电荷的激子形成单层TMD，特别是二硫化钨WS 2。我们的理论是基于中性和带电激子的有效质量模型，从头计算参数化。考虑到单层WS 2和周围的电介质环境之间的强相关性，我们的理论结果与单光子光致发光（PL）和反射率测量结果吻合得很好。我们还表明，与p-对称性的激子状态，实验观察到的双光子PL发射，是积极低于2s-状态。我们利用平衡质量作用定律，量化激子和氚PL的相对重量。我们发现，激子和trion发射可以调谐和控制的外部参数，如温度，泵浦和注入电子。最后，在与实验测量相比，我们表明，激子发射在单层钨二硫族化物大幅减少。这一特征表明，自由激子可以被困在无序势阱中，形成局域激子，因此提供了一条通往新的光学性质的途径。
2016-09-19 cond-mat.mes-hall
Trion formation resolves observed peak shifts in the optical spectra of transition metal dichalcogenides
本研究通过拟合基于第一性原理的多体模型与电化学实验数据，证明负三离子形成可解释TMD光学光谱中带边峰的展宽、位移及瞬态吸收的非单调电位依赖。
2023-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Efficient calculation of trion energies in monolayer transition metal dichalcogenides
Monash University（莫纳什大学）；ARC Centre of Excellence in Future Low-Energy Electronics Technologies, Monash University（莫纳什大学未来低能耗电子技术卓越中心）；Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）；Condensed Matter Physics Center (IFIMAC), Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学凝聚态物理中心（IFIMAC））
本研究通过三体薛定谔方程在动量空间中高效计算单层过渡金属二硫化物中三重态能量，采用兰德减法方法精确处理极点，结果与量子蒙特卡洛计算一致且比变分计算更准确。
2025-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Electroluminescence from multi-particle exciton complexes in transition metal dichalcogenide semiconductors
光发射从高阶相关激子状态最近已被报道在hBN封装的单层WSe 2和WS 2光激发时。这些激子复合物被发现是位于动量空间中相对谷中的激子的束缚态，这是一个有前途的特征，可以用于谷电子学或其他新颖的光电子器件。然而，仍然缺乏来自这种激子物质的电驱动光发射。在这里，我们报告电致发光从明亮和黑暗的激子，带负电荷的trions和中性和带负电荷的双激子，产生的脉冲栅极电压，在六方氮化硼封装单层WSe 2和WS 2与石墨烯作为电极。通过调整脉冲参数，我们能够调整两种材料中不同激子种类的发射强度。我们发现从带电的双激子和暗激子的电致发光是作为2.8毫电子伏窄。
2019-03-22 cond-mat.mes-hall
The Coulomb interaction in monolayer transition-metal dichalcogenides
近年来，著名的Keldysh势被广泛用于描述单层过渡金属二硫族化合物中少体配合物的库仑相互作用。使用这种潜在的模型带电激子（trions），人们发现一个强烈的依赖于单层是否悬浮在空气中，支持SiO $_2$，或封装在六方氮化硼的结合能。然而，三振子结合能的经验值显示弱依赖于单层配置。这一缺陷表明，库仑势的描述仍然缺乏这类重要的材料。我们解决这个问题，并得出一个新的潜在的形式，它考虑到三个原子片，构成一个单层的过渡金属dichalcogenides。新势自洽地支持（i）中性激子的非氢Rydberg系列，以及（ii）trion结合能对环境的弱依赖性。此外，我们确定了一个重要的trion晶格耦合由于声子云附近的带电复合物。另一方面，中性激子由于其电荷中性和小的玻尔半径的汇合而与晶格具有较弱的耦合。
2018-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exciton complexes in low dimensional transition metal dichalcogenides
本文利用分数维空间方法研究了低维过渡金属二硫属化合物（LTMDCs）层状结构的激子性质。分析了不同层数的LTMDCs中激子、三电子和双激子的结合能，并将其与维数参数$α$联系起来，从而提供了对材料系统的临界电光特性（相对振子强度、吸收光谱、激子-激子相互作用）的深入了解。$α$的有用性突出了它的物理机制的独立性的几何结构的约束效应。我们的估计的激子复合物的单层配置的过渡金属dichalcogenides的结合能建议一个非共线结构的trion和一个正电子素分子样的正方形结构的双激子。
2014-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Charge-tuneable biexciton complexes in monolayer WSe$_{2}$
多激子状态，如双激子，虽然理论上预测，仍然具有挑战性，以确定在原子薄过渡金属二硫属化物到目前为止。在这里，我们使用激发功率，电场和磁场的依赖性的光致发光报告的两个双激子复合物在单层钨二硒化物的直接实验证据：中性和带负电荷的双激子。我们证明了这两种状态之间的偏压控制开关，我们确定其内部结构，我们解决了一个精细结构分裂为2.5毫电子伏的中性双激子。我们的研究结果揭示了过渡金属二硫属化物中的多粒子激子复合物，并为它们在多体量子现象中的确定性控制提供了直接途径。
2018-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
