单层 WSe$_2$ 中的带电激子：实验与理论
介观与纳米尺度物理
2018-05-11 v2 材料科学
其他凝聚态物理
摘要
单层过渡金属硫族化合物中的带电激子（或称 X 三激子）具有数十 meV 的结合能。它们与中性激子 X 一起，在低温和高温下主导发射光谱。我们利用基于封装在六方氮化硼中的 WSe 单层的电荷可调器件，研究 X 与 X 之间结合能的差异以及 X 的精细结构。我们在电荷中性区间发现，X 发射在较低能量处伴随一个靠近纵向光学（LO）声子能量的强峰。该峰在反射率测量中不存在，反射率中仅可见 X 及 X 的一个激发态。在 掺杂区间，我们发现发射与反射率之间具有更紧密的对应关系，因为观测到了具有明确分辨的 6~meV 精细结构分裂的三激子跃迁（X）。我们给出了不同 X 和 X 三激子态的对称性分析以及结合能计算结果。我们将 掺杂和 掺杂区间的三激子结合能与我们在低载流子浓度下的模型计算进行比较。我们证明 X 与 X 三激子之间的分裂以及 X 态的精细结构可与载流子之间的短程库仑交换相互作用相关联。
引用
@article{arxiv.1705.02110,
title = {Charged excitons in monolayer WSe$_2$: experiment and theory},
author = {E. Courtade and M. Semina and M. Manca and M. M. Glazov and C. Robert and F. Cadiz and G. Wang and T. Taniguchi and K. Watanabe and M. Pierre and W. Escoffier and E. L. Ivchenko and P. Renucci and X. Marie and T. Amand and B. Urbaszek},
journal= {arXiv preprint arXiv:1705.02110},
year = {2018}
}
备注
13 pages, 6 figures, 2 tables