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
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
Biexciton fine structure in monolayer transition metal dichalcogenides
原子薄的过渡金属二硫属化物（TMDC）半导体的光学性质是由强库仑相互作用导致的相关多体复合物的出现所形成的。特殊的电子-空穴交换特性决定了TMDC可以用来研究库仑配合物的基础和应用性质，如激子的谷去极化和三电子的精细结构分裂。这些材料中的双激子较少被理解，并且直到最近才确定它们在光谱上位于激子和trion之间。在这里，我们表明，在单层TMDC的双激子表现出独特的精细结构的顺序，由于电子-空穴交换的毫电子伏。单层WSe $_2$上的超快泵浦-探测实验揭示了决定性的双激子签名和与微观理论非常一致的精细结构。我们提供了一种途径，以前所未有的精度访问双激子光谱，这是有价值的超越类TMDC，并了解更高的库仑配合物的影响下的电子-空穴交换。
2018-01-12 cond-mat.mtrl-sci
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
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
Exciton and trion dynamics in atomically thin MoSe2 and WSe2: effect of localization
本文详细研究了自然掺杂的MoSe_2和WSe_2单原子层在上述带隙激光激发下激子和三电子动力学随温度的变化。通过结合时间积分和时间分辨的光致发光（PL）光谱，我们显示了激子和trion本地化的重要性，在这两种材料在低温下。我们还揭示了在更高的温度下，激子和trion的热能超过典型的本地化能量的离域激子复合物的过渡。这是伴随着强烈的变化，PL包括抑制的trion PL和减少的trion PL寿命，以及显着的变化中性激子的PL强度的温度依赖性和外观的一个显着的缓慢PL衰减组件。在这里研究的MoSe 2和WSe 2中，观察到发生这种强烈变化的温度分别在100和200 K左右，与它们在T~ 10 K时8和20 meV的非均匀PL线宽一致。所观察到的行为是MoSe 2和WSe 2中亮激子和暗激子的特定能量排序、样品掺杂、trion和激子本地化以及各种温度依赖性非辐射过程的影响之间复杂相互作用的结果。
2016-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Magnetic proximity beyond the interface: Layer-sequence-dependent exchange in WSe$_2$/CrI$_3$ heterostructures
RWTH Aachen University（亚琛工业大学）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）；Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心）
本研究以WSe₂/CrI₃异质结为对象，发现中性激子谷分裂仅依赖界面CrI₃磁化，而带电激子响应受CrI₃完整层序磁耦合调控，揭示了界面外的磁邻近效应。
2026-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Trion clustering structure and binding energy in 2D semiconductor materials: Faddeev equations approach
本文用动量空间Faddeev方程研究二维MoS$_2$中的三粒子，提出红外与紫外两种正则化处理排斥RK势，得到一致结合能并揭示激子-电子主导团簇结构。
2023-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charged excitons in monolayer WSe$_2$: experiment and theory
单层过渡金属二硫属化物中的带电激子或X $^{\pm}$ -三离子具有几十meV的结合能。与中性激子X $^0$一起，它们在低温和高温下主导发射光谱。我们使用基于WSe $_2$单层封装在六方氮化硼中的电荷可调器件，研究X $^+$和X $^-$之间的结合能的差异以及X $^-$的精细结构。我们发现，在电荷中性制度，X $^0$发射伴随着在较低的能量由一个强的峰值接近纵向光学（LO）声子能量。该峰在反射率测量中不存在，其中仅可见X $^0$和X $^0$的激发态。在$n$掺杂区，我们发现X $^-$的发射和反射之间有更密切的对应关系，因为观察到了具有6~meV精细结构分裂的三电子跃迁。我们提出了一个不同的X $^+$和X $^-$三电子态的对称性分析和结合能的计算结果。我们比较了三介子结合能的$n$和$p$掺杂制度与我们的模型计算低载流子浓度。我们证明了X $^+$和X $^-$三离子之间的分裂以及X $^-$态的精细结构可以与载流子之间的短程库仑交换相互作用有关。
2018-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Ferroelectric driven exciton and trion modulation in monolayer MoSe2 and WSe2
在这项工作中，我们展示了如何域工程的锂可用于选择性掺杂单层MoSe 2和WSe 2，并证明这些铁电域可以显着增强或抑制光致发光（PL）与最显着的调制发生在两个域之间的异质结界面。利用微光致发光和拉曼系统获得了不同掺杂过渡金属二硫属化物（TMD）的空间分辨图像。由于来自衬底的剩余极化的结果，由于静电掺杂，畴反转的锂酸盐引起TMD的变化。此外，不同掺杂的TMD（n型MoSe 2和p型WSe 2）表现出相反的PL调制。不同的带相反电荷的域，获得了9倍的PL增强相同的单一MoSe 2片时，坚持积极的（P+）和消极的（P-）域。这种对铁电畴的急剧PL调制是由于材料导带或价带中不同的自由电子或空穴浓度引起的。此外，激子由于内建电场而在P+和P-畴之间的界面处快速解离。我们能够通过热释电效应使用温度来调节P+和P-域上的电荷，并在窄的温度范围内观察到快速PL猝灭，这说明所观察到的PL调制本质上是电子的。这种观察创造了利用直接带隙TMD 2D材料作为用于锂酸盐平台的有源光学部件的机会，使用锂酸盐衬底的域工程来创建可用于光电检测器或甚至片上电驱动光源的光学有源异质结构。
2019-02-15 cond-mat.mtrl-sci
Many-Body effects beyond excitons in second-harmonic generation of monolayer MoS$_{2}$
University of the Basque Country UPV/EHU（巴斯克大学）；Centro de Física de Materiales, Universidad del País Vasco UPV/EHU（巴斯克大学材料物理中心）；Ikerbasque Foundation（伊卡巴斯基基金会）；Donostia International Physics Center（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）
研究单层二硫化钼二次谐波生成中多体效应，结合多体微扰理论与时间依赖电流密度泛函理论，通过动态长程线性交换关联核引入双体激发效应，再通过静态长程二次交换关联核引入三体三离子相关性，提升与实验的定量一致性和准确性。
2026-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magneto-optical study of magnetization reversal asymmetry in exchange bias
交换偏置Fe/MnF $_{2}$中的非对称磁化反转涉及相干（Stoner-Wohlfarth）磁化旋转到垂直于所施加的场的中间稳定状态。在这里，我们提供了实验测试的分析条件的明确观察的纵向和横向磁化分量使用磁光克尔效应。这提供了一个快速和强大的探测相干磁化反转以及它的手征。令人惊讶的是，Fe/MnF $_{2}$的横向磁化分量的符号和不对称性随着冷却场和测量场之间的角度而改变。
2005-08-26 cond-mat.mtrl-sci
Longitudinal-transverse splitting and fine structure of Fermi polarons in two-dimensional semiconductors
本研究基于过渡金属二硫属化物从理论上分析了二维半导体中Fermi极化子的能谱精细结构，通过对称性分析与微观计算证明非零面内波矢的极化子受长程电子-空穴交换相互作用影响会发生纵向-横向分裂，并推导出描述该精细结构的有效Hamiltonian且确定了其参数。
2024-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Analytical study of spin-dependent transition rates within pairs of dipolar and strongly exchange coupled spins with (S = 1/2) during magnetic resonant excitation
本文从理论上研究了在相干磁共振激发下，两个自旋S=1/2的偶极D和交换J耦合对发生Rabi振荡时自旋相关跃迁率的谱F（s）。我们表明，拉比振荡控制率表现出三个频率分量的频谱。当交换强度大于Rabi频率（J>>Ω R）时，Rabi振荡的频率分量不依赖于J，而是由Ω R与D的关系决定。我们推导出所有三个拉比振荡分量的频率和强度作为Ω R/D和δ/D的函数的解析表达式，其中δ是驱动交流场与拉莫尔频率的失谐量。当Ω_R>>D时，两个较低的频率接近s=Ω_R，而上一条线接近s=2Ω_R。局部拉莫尔频率的无序导致谱线的高斯加宽。我们计算了不同Ω_R/D和δ/D时相应的宽度。我们意外地发现，其中一个频率分量随Ω R的变化呈现出一种不寻常的变化规律：当Ω R<D时，它的频率随Ω R的变化而减小。当Ω_R进一步增加时，该频率然后通过最小值，并且最终接近s=Ω_R。频率的非单调行为伴随着相应振荡强度的非单调行为。
2012-10-04 cond-mat.mtrl-sci
Exact thermal density functional theory for a model system: Correlation components and accuracy of the zero-temperature exchange-correlation approximation
热密度泛函理论计算通常使用Mermin-Kohn-Sham方案，但使用交换相关（XC）自由能的基态近似。在最简单的可解非平凡模型，一个不对称的Hubbard二聚体，我们计算了该系统的精确的多体能量和精确的Mermin-Kohn-Sham泛函，并提取了精确的XC自由能。对于中等温度和弱相关，我们发现这种近似是优秀的。我们提取了各种精确的自由能关联分量和精确的绝热连接公式。
2016-06-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Unconventional bright ground-state excitons in monolayer TiI$_2$ from first-principles calculations
University of Hamburg（汉堡大学）；Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter（马克斯·普朗克物质结构与动力学研究所）
单层TiI₂中发现明亮基态激子，通过自旋轨道分裂和弱交换相互作用实现，为快速辐射复合应用提供新可能。
2025-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exchange Bias in the [CoO/Co/Pd]10 Antidot Large Area Arrays
近年来，具有交换偏置效应的磁性纳米结构由于其在各种功能的现代器件中的潜在应用而引起了人们的极大兴趣。在本文中，我们提出了我们的研究图案[CoO/Co/Pd]10多层铁磁材料是在集群的形式，而不是作为一个连续的层。该系统使用纳米球光刻技术进行图案化，从而在大面积衬底上创建了有序的反点或岛的组装体。我们发现，整体的磁滞回线的薄膜由硬和软的组件。硬组分的磁滞回线表现出高达-11kOe的大交换偏置场。图案化过程导致交换场随着反点半径的增加而略微增加。我们还发现，在结构的边缘上的材料引起的软偏置磁化分量。
2018-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Numerical study of spin-dependent transition rates within pairs of dipolar and strongly exchange coupled spins with (s=1/2) during magnetic resonant excitation
偶极和交换相互作用对顺磁电子状态的Pauli封锁控制的自旋相关的输运和重组率在磁共振自旋激发的影响进行了数值研究，使用超算子刘维空间形式主义。模拟结果表明，磁共振引起的自旋Rabi章动可以控制跃迁速率，这可以通过脉冲电（pEDMR）和脉冲光（pODMR）探测磁共振谱在实验上观察到。当偶极耦合超过配对的塞曼能量差时，可以观察到几个章动频率分量，在sqrt{2} gamma B_1处最明显（gamma是旋磁比，B_1是激发场）。交换耦合对章动分量的影响并不显著，但对<γ B_1的低频分量的影响很大。因此，pEDMR/pODMR允许同时鉴定交换和偶极相互作用强度。
2012-10-04 cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph
Damping and Anti-Damping Phenomena in Metallic Antiferromagnets: An ab-initio Study
利用第一性原理研究了金属体系[MnX（X=Ir，Pt，Pd，Rh）和FeRh]在外电场作用下的反铁磁共振（AFMR）现象.我们表明，AFMR线宽可以分为相对论分量起源于共线AFM子系统和晶体之间的角动量转移通过自旋轨道耦合（SOC），和交换分量，起源于两个亚晶格之间的自旋交换。计算结果表明，后者的组成部分变得显着的低温制度。此外，我们目前的结果，电流引起的intersublattice扭矩可以分为类场（FL）和类阻尼（DL）的组件，影响intersublattice交换耦合和AFMR线宽，分别。
2018-12-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
vdW-DF-ahcx: a range-separated van der Waals density functional hybrid
混合密度泛函取代一个潜在的广义梯度近似（GGA）交换描述与福克交换组件的一小部分。距离分离的杂化物（RSH）也有效地屏蔽了福克交换组分，从而为金属的表征和金属表面的吸附打开了大门。传统上，RSH基于稳健的GGA，诸如PBE [PRL $\textbf{77}$，3865（1996）]，例如，如在HSE设计[JPC $\textbf{118}$，8207（2003）]中实现的。在这里，我们定义了范德华密度泛函（vdW-DF）方法的RSH扩展[ROPP $\textbf{78}$，066501（2015）]，启动vdW-DF-ahcx。我们使用分析孔（AH）框架[JCP $\textbf{128}$，194105（2008）]来表征vdW-DF-cx版本[PRB $\textbf{89}$，075148（2014）]中的GGA型交换，隔离短程交换分量，并定义新的RSH。我们发现，性能vdw-DF-ahcx相比有利的（分散校正）HSE的描述散装（宽分子）的属性。我们还发现，它提供了准确的描述贵金属的表面性质，包括CO吸附。
2022-01-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical spectra measured on cleaved surfaces of double-exchange ferromagnet La1-xSrxMnO3
测量了La_（1-x）Sr_xMnO_3单晶（x=0.175，TC =283 K）解理面在10-295 K温度范围内的光学反射率谱。光学电导率$sigma(ω)$显示，保持单组分性质，随着电导率的增加，非相干到相干交叉。低温铁磁金属相（10 K）的$σ(ω)$光谱表现出明显的Drude类成分与大的光谱权重，与以前的结果相反。结果表明，锰氧化物的光谱对样品表面状态敏感。
1999-05-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum Monte Carlo Analysis of Exchange and Correlation in the Strongly Inhomogeneous Electron Gas
我们用变分量子蒙特卡罗方法计算了几个电子气系统的密度泛函交换关联空穴n_{xc}、交换关联能量密度e_{xc}和总交换关联能E_{xc}，在这些系统中，强密度不均匀性是由余弦波势引起的.我们将所得结果与局部密度近似和广义梯度近似进行了比较。据发现，非本地的贡献e_{xc}包含一个积极的重要组成部分，其大小，形状和符号是由电子密度的拉普拉斯控制。
2000-08-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
An analysis of van der Waals density functional components: Binding and corrugation of benzene and C60 on boron nitride and graphene
采用密度泛函理论和非局域关联泛函vdW-DF方法研究了苯和C60在石墨烯和氮化硼（BN）表面的吸附行为.通过比较这些系统，我们可以系统地研究它们的吸附性质和两个功能版本vdW-DF 1和vdW-DF 2之间的差异。C60分子的较大尺寸使其比苯更强地结合到表面，但分子和片层之间的界面在性质上是相似的。结合分离对vdW-DF中使用的交换变体比对相关版本更敏感。这一结果与势能曲线（PEC）的交换和相关分量有关。我们发现，一个温和的偶极子形式的C60在石墨烯上，不同于其他吸附系统。我们发现，该转换器是非常敏感的变体或版本的vdW-DF使用，特别是交换。此外，我们表明，这种敏感性间接通过改变vdW-DF变体引起的结合分离的变化而产生。基于我们的研究结果，我们提出了一个协调一致的理论-实验方法来评估交换和相关的物理吸附的贡献。使用DFT计算，可以将最佳分离联系起来，使我们能够提取吸附能的交换相关部分。与表面具有相同界面但具有不同几何形状的分子可以反过来阐明范德华力的作用。
2013-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Dynamical exchange interaction between localized spins out of equilibrium
研究了非平衡条件下吸附在二维表面上的电子介导的局域自旋交换相互作用。发现有效的自旋-自旋相互作用既依赖于衬底的自旋极化，也依赖于局域自旋的激发谱。对于衬底的空间各向异性自旋极化，相互作用的空间依赖性包括衰减为sin（2k_FR）/（2k_FR）和sin（2k_FR）/（2k_FR）^2的分量。
2010-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
