分子可调双层晶体中的明亮混合激子
材料科学
2025-02-20 v1 光学
摘要
通过堆叠晶体单层构建的双层晶体能够产生控制激子现象的层间势，但受限于固定的共价晶格和取向。用原子级厚度的分子晶体替换其中一层可克服这一限制，因为多样的官能团使得分子晶格和层间势可调，从而定制广泛的激子特性。在此，我们报道了在 WS2 单层之上直接合成单晶苝二酰亚胺 (PDI) 分子晶体所形成的四原子厚度混合双层晶体 中的混合激子。这些激子源于混合双层能带结构，该结构由晶格尺度第一性原理计算揭示，继承了两个单层的特性。它们表现出明亮的光致发光，在 WS2 带隙上下具有近统一的极化率，并在理论支持下展现出激子离域的光谱特征，同时其能量和强度可通过在合成中修改 HBC 组成进行调控。我们的工作引入了一个基于分子的二维量子材料平台，用于自下而上设计和控制光电性质。
引用
@article{arxiv.2502.13460,
title = {Bright hybrid excitons in molecularly tunable bilayer crystals},
author = {Tomojit Chowdhury and Aurélie Champagne and Patrick Knüppel and Zehra Naqvi and Ariana Ray and Mengyu Gao and David A. Muller and Nathan Guisinger and Kin Fai Mak and Jeffrey B. Neaton and Jiwoong Park},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.13460},
year = {2025}
}
备注
arXiv admin note: text overlap with arXiv:2412.12027