反磁性 MnPS$_3$ 中 band-spin-valley 耦合的激子物理
材料科学
2025-09-24 v2
摘要
将固有磁序引入二维（2D）半导体中，为探索相关激子现象提供了广阔机遇。本文采用全旋子 GW 加 Bethe-Salpeter 方程方法，揭示了典型二维 N\'{e}el 型反磁性半导体 MnPS 中丰富的激子物理，这源于第二价带反弯性、自旋-波谱耦合和磁序之间的相互作用。负电子质量增加了最低能量明亮激子的约化质量，从而增强了明亮激子相对于带边暗激子的交换分裂。值得注意的是，这种分裂与自发波谱极化相耦合，在 和 波谱之间产生不同的激子细节结构，决定了不同的松弛行为。关键的是，磁序从 N\'{e}el 反磁性转变为铁磁性状态，会导致显著的准粒子带结构重构和激子跃迁修改，低能量光学激发仅来自多数自旋通道。这些发现将 2D 反磁性半导体置于研究 band-spin-valley 耦合激子物理的引人入胜平台。
引用
@article{arxiv.2504.14821,
title = {Band-spin-valley coupled exciton physics in antiferromagnetic MnPS$_3$},
author = {Dan Wang and Haowei Chen and Yu Pang and Xiaolong Zou and Wenhui Duan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.14821},
year = {2025}
}