范德瓦耳斯异质双层中增亮的自旋三重态层间激子与光学选择定则
介观与纳米尺度物理
2018-05-15 v3 材料科学
摘要
我们研究了异质双层过渡金属硫族化合物中自旋三重态层间激子的光学性质,并与自旋单重态者进行比较。令人惊讶地,自旋三重态激子的光学跃迁偶极矩被发现与自旋单重态激子同数量级,这与单层激子形成鲜明对比——后者中自旋三重态物种相较于单重态被视为暗态。不同于单层激子其自旋守恒(自旋翻转)跃迁偶极矩只能耦合到面内(面外)偏振的光,由于面外镜像对称的破缺,层间激子消除了此种限制。我们发现随着层间原子套准的改变,层间激子的光学跃迁偶极矩在相反圆偏振的面内方向与面外方向之间穿越,对自旋三重态与自旋单重态物种皆然。结果,两种物种的激子都与面内和面外传播的光子模式有不可忽略的耦合,这是与单层体系的另一鲜明差异——后者中激子主要耦合到面外传播通道。在给定原子套准下,自旋三重态与自旋单重态激子具有不同的谷偏振选择定则,从而允许对层间激子的谷构型与自旋单重态/三重态构型进行选择性光学寻址。
引用
@article{arxiv.1803.01292,
title = {Brightened spin-triplet interlayer excitons and optical selection rules in van der Waals heterobilayers},
author = {Hongyi Yu and Gui-Bin Liu and Wang Yao},
journal= {arXiv preprint arXiv:1803.01292},
year = {2018}
}