纳米结构磷烯中辐射复合的维度与各向异性依赖关系
介观与纳米尺度物理
2019-07-24 v1 材料科学
摘要
维度与各向异性之间的相互作用在低维半导体中导致了引人入胜的光电性质和激子动力学。在本研究中，我们以纳米结构磷烯为原型示例，揭示此类复杂物理，并发展了一个通用的第一性原理框架来研究低维系统中的激子动力学。具体而言，我们基于多体微扰理论推导了从 2D 到 0D 系统的辐射寿命和发光强度，并研究了在 0 K 和有限温度下维度与各向异性对辐射复合寿命的影响，以及发射光的偏振和角度依赖关系。我们表明，在 0 K 时辐射寿命随降维一维（即从 2D 到 1D 纳米带或从 1D 到 0D 量子点）而增加一个 的数量级。我们还表明，获得有限温度下的辐射寿命需要超越有效质量近似的精确激子色散。最后，我们证明单层磷烯及其纳米结构总是发射与实验观测一致的线偏振光，不同于 MoS2 和 h-BN 等面内各向同性 2D 材料可发射任意偏振的光，这可能对量子信息应用具有重要意义。
引用
@article{arxiv.1903.11773,
title = {Dimensionality and Anisotropicity Dependence of Radiative Recombination in Nanostructured Phosphorene},
author = {Feng Wu and Dario Rocca and Yuan Ping},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.11773},
year = {2019}
}