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
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
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
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
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
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 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
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
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
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
Nonlinear Photoluminescence Properties of Trions in Hole-doped Single-walled Carbon Nanotubes
研究了空穴掺杂单壁碳纳米管中激子和三电子（带电激子）的光致发光谱随激发密度的变化关系。我们发现，随着激发密度的增加，三电子的光致发光强度表现出强烈的非线性饱和行为，而激子的光致发光强度表现出弱的次线性行为。激子的强PL饱和归因于在形成过程中被激子捕获的掺杂空穴的耗尽。此外，一个trion的有效辐射寿命被评估为约20纳秒。
2014-01-23 cond-mat.mes-hall
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
Exciton and negative trion dissociation by an external electric field in vertically coupled quantum dots
研究了一对垂直耦合量子点中激子的斯塔克效应。采用单带近似的孔和抛物线的横向限制潜力，允许分离的横向质心运动，从而为精确的数值解的薛定谔方程。我们发现，对于中间隧道耦合的外部电场导致的激子的解离通过避免交叉的明亮和黑暗的激子能级，从而导致在一个非典型形式的斯塔克位移。利用冻结横向自由度近似，研究了负三振子的电场诱导解离。结果表明，在对称的耦合点系统中，激子比激子对离解更稳定。对于耦合点的非对称系统，三电子解离伴随着作为电场的函数的复合能线的正曲率。
2005-03-10 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
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
Many-Body Theory of Trion Absorption Features in Two-Dimensional Semiconductors
最近的光学研究表明，单层过渡金属十硫属化物的激子吸收特性分裂成两个广泛分离的峰值在有限的载流子密度。额外的峰通常归因于三电子的存在，即两个电子和一个空穴或一个电子和两个空穴的束缚态。在这里，我们认为，在密度范围内的trion峰是很好地解决，它不能被解释为弱耦合三体系统，而适当的图片，而不是一个在其中的激子穿着与费米海的过剩载流子的相互作用。这种耦合将激子光谱分成较低能量的吸引激子-极化子分支（通常被识别为三子分支）和较高能量的排斥激子-极化子分支（通常被识别为激子分支）。我们计算了电导率的频率和掺杂依赖性，发现：（i）分裂随过量准粒子的费米能线性变化;（ii）在高载流子密度下，三电子峰占主导地位;（iii）三电子峰宽远小于激子峰宽。我们的结果与最近的实验结果吻合得很好。
2016-12-16 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
Coherent and Incoherent Coupling Dynamics between Neutral and Charged Excitons in Monolayer MoSe2
半导体过渡金属二硫属化物的光学性质由中性激子（电子-空穴对）和带电激子（trions）两者主导，所述带电激子即使在室温下也是稳定的。虽然trion直接影响光电子器件中的电荷传输性质，但是激子可以通过激子-trion耦合和转换现象而相关。在这项工作中，我们揭示了相干和非相干性质的激子trion耦合和相关的时间尺度在单层MoSe 2使用光学二维相干光谱。激子和trions之间的相干相互作用被确定为持续几百飞秒的交叉耦合峰的量子跳动。令人惊讶的是，对于高达10 ps的更长时间，交叉耦合峰的相对强度增加，这归因于不相干的能量转移，可能是由于声子辅助的上转换和下转换过程，即使在低温下也是有效的。
2016-05-26 cond-mat.mes-hall
All-optical trion generation in single walled carbon nanotubes
我们目前的证据表明，所有光学trion产生和未掺杂的单壁碳纳米管（SWCNTs）的发射。记录在单个单壁碳纳米管上的大的CW激发强度范围内的发光光谱示出了相对于明亮的激子峰红移的三重子发射峰。明确的手性依赖观察到22个单独的单壁碳纳米管物种，允许确定的电子-空穴交换相互作用和trion结合能的贡献。发光数据与超快泵探测实验手性排序散装样品表明，激子-激子湮灭过程产生解离的载流子，允许trion创建后，随后的光子吸收事件。
2011-06-24 cond-mat.mes-hall
Effect of spin-dependent tunneling and intervalley scattering in magnetic-semiconductor van der Waals heterostructures on exciton and trion polarization
Lomonosov Moscow State University（莫斯科罗蒙诺索夫国立大学）
本文研究了磁性半导体范德瓦尔斯异质结中自旋依赖隧道效应和谷散射对激子和三重态极化的影响，通过分析光致发光极化特性，揭示了自旋依赖的层间电荷转移和激子、三重态谷散射之间的相互作用，为远距离操控激子和三重态行为提供了新方法。
2026-05-19 cond-mat.mes-hall
Extending exciton and trion lifetimes in MoSe$_{2}$ with a nanoscale plasmonic cavity
本文通过将 MoSe$_2$ 嵌入深亚波长 Fabry-Perot 银腔抑制面内偶极辐射复合，使激子与三激子 PL 线宽减小约 1 nm、寿命延长约 10 ps。
2025-07-23 cond-mat.mes-hall
Direct Observation of Gate Tunable Dark Trions in Monolayer WSe2
钨基过渡金属二硫属化合物（TMDCs）中的自旋禁戒谷内暗激子，由于其独特的自旋织构和长寿命，引起了人们的极大兴趣。在这里，我们表明，我们可以控制暗激子静电敷料与一个自由电子或自由空穴，形成暗trions。由氮化硼（BN）封装的单层WSe 2器件在低温下的独特的磁光致发光光谱图案建议暗trions的存在。通过后焦平面成像直接分辨出暗三振子的辐射方向图，进一步获得了暗三振子存在的明确证据。暗激子具有约15 meV的结合能，并且它继承了暗激子的长寿命和大g因子。有趣的是，在面外磁场作用下，用一个自由电子或空穴修饰暗激子会导致发射声子的谷极化明显不同，这是由于电子和空穴的谷间散射机制不同所致.最后，通过控制栅电压，可以进一步将正暗三能级的寿命从~ 50 ps调谐到~ 215 ps。门可调暗三极管为激子光电子学和谷电子学带来了新的机遇。
2019-09-09 cond-mat.mes-hall
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
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
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
Interplay of valley polarized dark trion and dark exciton-polaron in monolayer WSe2
本研究探讨了单层WSe2中自旋禁戒暗激子的费米海修饰，发现谷极化暗激子在临界载流子密度下表现出p型掺杂依赖性，并揭示了暗三子与激子极化子间的谷间耦合，为理解2D系统多体相互作用奠定基础。
2023-08-09 cond-mat.mes-hall
Excitonic valley effects in monolayer WS$_2$ under high magnetic fields
过渡金属二硫属化物可以很容易地制成原子级薄片，表现出光学散射和读出这些2D半导体中存在的极其稳定的激子准粒子的谷赝自旋的可能性。在这里，我们研究了一个单层的二硫化钨在高磁场高达30\，T通过光致发光光谱在低温下。谷简并解除所有的光学功能，特别是激子，单重态和三重态三重态，我们分别确定的g因子。虽然观察到的激子和trion共振的抗磁位移给我们洞察到这些准粒子的实空间扩展，磁场引起的谷极化效应揭示了激子和trion的色散关系在倒易空间。三重态谷极化的场依赖性与预测的三重态分裂成单重态和三重态构型是一致的。
2016-12-09 cond-mat.mes-hall
High phonon-limited mobility of charged and neutral excitons in mono- and bilayer MoTe2
在温度和激发强度依赖的实验中，我们分析了单层和双层二碲化钼的准粒子光致发光的线形。我们确认了一个带负电荷的trion在双层的基础上，其发射特性的存在，并找到线索内和层间trions的共存与几毫电子伏分裂的能量。从激子和trion发射的线形分析，我们提取激子和trion变形势的值，以及声学和光学声子限制的迁移率在MoTe 2，迁移率显示的最高值，迄今为止报道的过渡金属dichalcogenides。
2020-04-29 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
Valley-selective chiral phonon replicas of dark excitons and trions in monolayer WSe2
我们观察到一组三个副本发光峰在21.4毫电子伏以下的暗激子，负和正暗trions（或激子极化子）在单层WSe 2。复制红移能量与带心E”模光学声子的能量相匹配。声子副本表现出平行的栅极依赖性和相同的g因子的暗激子状态，但遵循亮激子状态的谷选择规则。暗态在面内方向表现出面外跃迁偶极和谷独立的线偏振发射，而其声子副本在面外方向表现出面内跃迁偶极和谷依赖的圆偏振发射.我们的结果和对称性分析表明，K谷暗激子衰减为左手手征声子和右手光子，而K '谷暗激子衰减为右手手征声子和左手光子.这种手征声子副本的谷选择规则可以用来识别暗激子态的谷，并探索它们与声子的手征相互作用。
2019-10-25 cond-mat.mes-hall
Trion Species-Resolved Quantum Beats in MoSe2
单层光子材料为片上光电子器件提供了巨大的潜力。它们的实现需要激子和trions的光学相干特性的知识，到目前为止，这些知识仅限于用强烈不均匀加宽的材料进行的非线性光学实验。在这里，我们采用h-BN封装和电门控MoSe 2直接在线性光学响应中揭示三电子物种的相干特性。自相关测量显示，对于带正电的激子，长的退相时间高达T2=1.16 ± 0.05 ps。依赖于门的测量提供的证据表明，带正电荷的trion形式通过空间局部空穴状态，使该trion不太容易在存在升高的空穴载流子浓度的情况下失相。量子拍频签名表明激子和trions之间的相干耦合，具有高达0.6 ps的退相时间，比以前的报告增加了两倍。延长的激子/trion相干性的一个关键优点是，它们是在线性光学实验中实现的，因此与需要长光子相干性的纳米激光器、相干控制和片上量子信息处理中的应用直接相关。
2017-09-11 cond-mat.mes-hall
Observation of charged excitons in hole-doped carbon nanotubes using photoluminescence and absorption spectroscopy
我们首次在室温下在空穴掺杂的碳纳米管中观察到了三电子（带电激子），即由一个电子和两个空穴组成的三粒子束缚态。当p型掺杂剂添加到碳纳米管溶液中时，无论掺杂剂种类如何，trions的光致发光和吸收峰都远低于E11亮激子峰。碳纳米管中强的电子-空穴交换相互作用导致了亮激子和三重子之间出乎意料的大能量分离。
2011-01-19 cond-mat.mes-hall
Hybrid moiré excitons and trions in twisted MoTe$_2$-MoSe$_2$ heterobilayers
本研究结合实验与连续介质模型，揭示扭转 MoTe$_2$-MoSe$_2$ 异质双层中杂化莫尔激子及三激子的扭转角依赖特性，为莫尔晶格关联现象的光学研究提供理想平台。
2024-04-11 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
Analog of the Auger effect in radiative decay of a trion in a quantum well
我们已经分析了X^- trion（激子+电子）衰变的能量学，假设激子和trion是单个二维半导体量子阱的独立激发。第一次，它已被证明，在填充一个井与电子从一个选择性的施主掺杂矩阵，结合能的trion（电子与激子）线性增加的费米能级的位移到深度的c带。这与ZnSe/Zn_（0.89）Mg_（0.11）S_（0.18）Se_（0.82）和CdTe/Cd_（0.7）Mg_（0.3）Te异质结中三电子低温辐射衰减（光致发光）的实验结果一致。
2010-09-02 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
Localized bright luminescence of indirect excitons and trions in MoSe$_2$/WSe$_2$ van der Waals heterostructure
半导体异质结构中的间接激子（IX）是玻色子，可以冷却到量子简并温度以下，并且可以通过电压和光进行有效控制。IX量子玻色气体和IX器件在GaAs异质结构中进行了探索，其中IX的存在范围限于低温，因为IX结合能低。范德华过渡金属二硫属化物（TMD）异质结构中的IX的特征在于大的结合能，这为探索激子量子气体和在高温下创建激子器件提供了机会。TMD异质结构也为研究单激子现象和少粒子复合物提供了一个新的平台。在这项工作中，我们目前的研究，在MoSe $_2$ /WSe $_2$异质结构的IX和报告的两个IX发光线的能量分裂和温度依赖性，确定他们为中性和带电IX。实验发现的间接带电激子（即间接三离子）的结合能接近TMD异质结构中负间接三离子的计算结合能28 meV [Deilmann，Thygesen，Nano Lett. 18，1460（2018）]。我们还报道了在低温下实现发光线宽达到4~meV的IXs。在局域化的斑点中观察到IX发光强度的增强和窄线宽。
2019-11-20 cond-mat.mes-hall
Exciton valley dynamics in monolayer WSe2 probed by the two-color ultrafast Kerr rotation
新开发的二维层状材料为谷自旋电子学的研究提供了理想的平台。为了确定谷自由度的应用前景，直接检测和理解这些材料中的谷动力学是非常重要的。本文采用双色泵浦-探测磁光克尔技术研究了单层WSe $_2$中激子谷的动力学性质。通过调节探测光子的能量与自由激子和激子的共振，测定了单层WSe $_2$中不同激子态的谷弛豫时间。单层WSe $_2$中自由激子的谷弛豫时间被证实为几皮秒。一个缓慢的谷极化弛豫过程被观察到与trions，表明trions的谷寿命是一个数量级以上的自由激子。这一发现表明，trion可以是一个很好的候选人谷电子应用。
2016-05-08 cond-mat.mes-hall
Prolonging Valley Polarization Lifetime through Gate-Controlled Exciton-to-Trion Conversion in Monolayer Molybdenum Ditelluride
单层2D半导体由于通过螺旋度特定光束的谷寻址能力而为谷电子学提供了有吸引力的选择。但是激子的短谷寿命阻碍了潜在的谷电子应用。在本文中，我们展示了一种延长谷寿命的策略，通过有效的栅极控制，并利用更长的谷寿命的激子比激子的trions转换激子。在连续波实验中，我们发现谷极化随着栅极电压远离电荷中性而增加，谷极化的程度从接近零增加到激子的38%和trions的33%。这是首次在没有磁场的情况下成功观察到MoTe 2的谷极化。在泵浦-探测实验中，我们发现当栅电压偏离电荷中性时，激子的谷间散射过程被显著抑制，散射时间从0.85 ps到~ 2.17 ps。相比之下，trions的谷间散射率增加，由于增加的可用性的伙伴电荷trion自旋翻转，与散射时间从1.39 ns下降到100 ps远离电荷中性。有趣的是，我们的研究结果表明，尽管加速谷间散射，trion极化度增加，由于极化trion产生从激子到trion转换超越谷间trion散射。重要的是，有效的激子到三振子转换改变了占主导地位的去极化机制。其结果是，谷寿命显着提高了1000倍，从激子到trions在电荷中性。我们的研究结果揭示了激子和激子的去极化动力学和各种去极化通道的相互作用，并提供了一个有效的策略，延长谷极化。
2021-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intervalley scattering of excitons and trions in monolayer WSe$_{2}$ under strong excitation
单层过渡金属二硫属化物提供了谷自由度的光学控制的可能性。为了评估这些材料在应用中的潜力，详细的知识谷动力学是必不可少的。在这项工作中，我们应用低温时间分辨光致发光（PL）测量研究激子谷弛豫动力学，特别是在强激发下的行为。在最低激发功率下，谷间散射时间为$\simeq 50$ ps，但在最高功率下缩短超过2倍。我们将这种加速归因于激子系统的加热或致密激子气体的存在，这可能会影响激子谷特性。此外，我们还分析了激子和激子的光致发光动力学。我们发现，PL衰减的所有峰是双指数和近似独立的激发功率。我们把短衰变归因于辐射复合和逃逸到暗态的储存器。长的衰减归因于激子从储层转移回来。首次计算了$\simeq$ 10 ps的激子PL衰减时间。后一个过程是谷守恒的，发生在$\simeq$ 50 ps的时间尺度上。
2015-07-02 cond-mat.mes-hall
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
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
$\mathbb{Z}_2$ topological trion insulator
South China Normal University（华南师范大学）
本文提出$\mathbb{Z}_2$拓扑三粒子绝缘体概念，利用莫尔势中TMD层内三粒子的谷-轨道耦合形成螺旋无耗散边缘态，并给出两种材料实现且验证其抗屏蔽稳健性。
2025-07-26 cond-mat.mes-hall
Gate-voltage induced trions in suspended carbon nanotubes
我们观察到trion发射从悬浮的碳纳米管载流子引入静电场效应晶体管结构。在与亮激子猝灭的开始一致的栅极电压下，三价子峰出现在低于$E_{11}$发射能量的位置。通过研究具有不同手性的纳米管，我们证实了明亮的激子峰和trion峰之间的能量分离变得更小的直径管。得到了比表面包覆的碳纳米管大得多的三离子结合能，这种差异归因于悬浮管中介电屏蔽的减少。
2015-10-30 cond-mat.mes-hall
Interplay of Excitonic Complexes in $p$-Doped WSe$_2$ Monolayers
可变掺杂的WSe $_2$单分子膜是研究二维激子复合物的理想体系。在这里，我们发现，从明亮的中性激子的最强的光致发光发生在中等$p$掺杂水平，由于从正暗trions的信号迅速减少，从正亮trions的信号缓慢增加，随着$p$浓度的增加。我们解释了我们的观察与一个定性的模型，在该模型中，明亮的激子到暗复合物的散射率增强的激子本地化，而散射率到积极的明亮trions增加与$p$掺杂水平。
2020-02-26 cond-mat.mes-hall
Trion Valley Coherence in Monolayer Semiconductors
谷电子学的新兴领域旨在利用布洛赫带极值附近电子的谷赝自旋作为信息载体。最近的实验表明，在单层过渡金属二硫属化物（TMD）的激子谷相干性（电子-空穴对的叠加在相对的山谷）的光学产生和操纵提供了一个关键的一步，控制这个量子自由度。在TMD中的带电激子（trion）是一个有趣的替代中性激子控制谷赝自旋，因为它的自发复合寿命长，其强大的谷极化，和它的耦合到剩余的电子自旋。然而，由于在光谱上访问它的实验挑战，Trion谷相干性尚未被探索。在这项工作中，我们采用超快的二维相干光谱共振产生和检测的单层MoSe $_2$中的trion谷相干证明它持续了几百飞秒。我们的结论是，基本机制限制trion谷相干性是根本不同的那些适用于激子谷相干性。基于这些观察结果，我们提出了延长二维材料谷相干时间的可能策略。
2016-11-10 cond-mat.mes-hall
Electrical control of optical orientation of neutral and negatively charged excitons in n-type semiconductor quantum well
我们报道了一个巨大的电场引起的n型GaAs/AlGaAs量子阱中激子自旋取向的增加。它与光致发光光谱中带负电荷的激子（trions）的形成密切相关。在中性重空穴激子的共振激发下，激子和trion的极化随着在PL光谱中的窄激子-trion偏置跃迁内的电子的电注入而显著增加，这意味着每伏特200%的极化灵敏度。这种效应是由包含驻留电子的量子阱界面波动（所谓的“自然”量子点）非常有效地捕获中性激子引起的。
2006-09-14 cond-mat.mes-hall
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
Inter-layer charge transport controlled by exciton-trion coherent coupling
带电激子（trion）在其辐射复合之前的电操纵和检测的可能性使其有望成为激子器件。利用几层石墨烯/单层WS $_{2}$ /单层石墨烯垂直异质结，我们报道了由相干形成的三电子态介导的从顶部几层石墨烯到底部单层石墨烯的层间电荷输运。这是通过使用共振激发和改变样品温度来实现的，WS $_{2}$带隙中的所得变化允许我们以高光谱分辨率扫描激子-三振子光谱重叠周围的激发。通过将异质结处的垂直光电流和原位光致发光特征与激发光谱位置的函数相关联，我们表明：（1）由于增强掺杂，即使在高达463 K的温度下，trions在结处也异常稳定，并且（2）光电流是由于通过激子-trion相干耦合超快速形成trion，然后是其快速层间传输而产生的。三电子的相干形成、高稳定性、垂直输运和电探测的证明，标志着向室温三电子学迈进了一步。
2019-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Signatures of defect-localized charged excitons in the photoluminescence of monolayer molybdenum disulfide
研究了用化学气相沉积法制备的扩展单层MoS $_2$中中性激子和带电激子的空间光致发光特性。使用二维高光谱光致发光映射在低温下，我们确定的区域增加与自旋轨道分裂价电子带相关的带电激子的发射。这些区域归因于在具有过量电荷的缺陷位点处的无意掺杂，所述过量电荷结合中性激子以形成缺陷钉扎的三重离子。我们的研究结果意味着可比的时间尺度的形成，弛豫和辐射衰减的$B$ trions，并添加缺陷本地化的$A$和$B$ trions的光激发准粒子在层状半导体的领域。
2019-02-19 cond-mat.mes-hall
Multipath optical recombination of intervalley dark excitons and trions in monolayer WSe$_2$
已知过渡金属二硫属化物（TMD）中的激子和激子（或激子-极化子）主要通过谷内跃迁衰减。电子空穴复合跨越不同的山谷也可以发挥重要作用的激子动力学，但谷间跃迁很少观察到单层TMD，因为他们违反了动量守恒。在这里，我们揭示了暗激子和trions通过一个以上的路径在单层WSe $_2$谷间复合。我们观察到谷间暗激子，它可以通过缺陷散射或手征声子发射的帮助下复合。我们还发现，一个trion可以在两个不同的路径衰减-通过intravalley或intervalley电子空穴复合-到两个不同的最终谷态。虽然这两条路径都是能量简并的，但我们可以通过在磁场作用下提升谷简并来区分它们。此外，谷内和谷间的三振子跃迁分别耦合到带中心和带角的手征声子，产生不同的声子副本。暗激子和trions观察到的多径光学衰减提供了很多洞察trions的内部量子结构和复杂的激子相互作用与缺陷和手性声子在单层谷半导体。
2020-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
