单壁碳纳米管中扩散受限的激子-激子湮灭：时间依赖分析

为了对近期观察到的单壁碳纳米管中光致发光饱和行为（暗示激子密度存在上限）提供物理洞察，我们在存在精确处理的反应-扩散过程的一般背景下，对扩散受限的激子-激子湮灭进行了时间依赖的理论研究。通过将辐射复合衰变作为泊松过程纳入一维扩散驱动的双粒子湮灭这一可精确求解的问题中，我们成功模拟了不同初始密度下激子随时间变化的动力学，进而重现了实验观察到的高激子密度下的光致发光饱和行为。我们还对一维激子的纯随机布朗扩散运动进行了蒙特卡罗模拟，验证了我们的解析结果。最后，我们考虑了这种扩散受限的激子-激子湮灭的温度依赖性，并指出在外磁场和低温条件下，单壁碳纳米管中可能实现高激子密度。