单层 WSe2 中栅极可调暗激子三子的直接观测
介观与纳米尺度物理
2019-10-23 v1
摘要
钨基过渡金属硫族化合物(TMDCs)中自旋禁戒的谷内暗激子因其独特的自旋织构和长寿命而引起了广泛的研究兴趣。在此,我们展示可通过用一个自由电子或自由空穴修饰该暗激子,即形成暗激子三子,从而对其实现静电调控。氮化硼(BN)封装的单层 WSe2 器件在低温下的独特磁光致发光光谱图样暗示了暗激子三子的存在。通过背焦平面成像直接解析暗激子三子的辐射图样,进一步获得了其存在的明确证据。暗激子三子的结合能约为 15 meV,并从暗激子继承了长寿命和大 g 因子。有趣的是,在面外磁场下,用一个自由电子或空穴修饰暗激子会导致发射声子的谷极化截然不同,这是电子与空穴不同的谷间散射机制所致。最后,通过控制栅极电压可将正暗激子三子的寿命从约 50 ps 进一步调至约 215 ps。栅极可调的暗激子三子为激子光电子学和谷电子学带来了新机遇。
引用
@article{arxiv.1909.04004,
title = {Direct Observation of Gate Tunable Dark Trions in Monolayer WSe2},
author = {Zhipeng Li and Tianmeng Wang and Zhengguang Lu and Mandeep Khatoniar and Zhen Lian and Yuze Meng and Mark Blei and Takashi Taniguchi and Kenji Watanabe and Stephen A. McGill and Sefaattin Tongay and Vinod M. Menon and Dmitry Smirnov and Su-Fei Shi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.04004},
year = {2019}
}