原子级薄半导体中激子的动力学控制
介观与纳米尺度物理
2024-07-18 v2 材料科学
光学
摘要
过渡金属二硫属化物(TMDs)中的激子已成为从光电器件到量子光学和固态量子模拟器等新型应用的有前景平台。尽管在表征和控制TMDs中的激子方面已取得很大进展,但在其寿命期间操纵其性质——这是许多光电器件和信息处理模式的关键要求——仍然是一个突出的挑战。在这里,我们将角度对齐的MoSe/WSe异质结构中的长寿命层间激子与快速电控制相结合,实现了动力学控制方案,其中激子性质不是在激发时预先确定的,而是可以在其寿命期间进行动态操纵。利用激子的面外偶极矩,我们使用电场来展示对激子发射波长的动力学控制。此外,采用图案化栅极几何结构,我们展示了在激子寿命期间通过激子-电荷相互作用实现快速局部样品掺杂和辐射衰减率的切换。激子响应的空间映射揭示了电荷重新分布,为扭曲TMD异质结构中的电子输运提供了一种新型探针。我们的结果确立了激子动力学控制方案的可行性,为基于激子的信息处理和光电器件开辟了新方向,并实现了TMDs中激子现象的实现。
关键词
引用
@article{arxiv.2407.11252,
title = {Dynamical Control of Excitons in Atomically Thin Semiconductors},
author = {Eric L. Peterson and Trond I. Andersen and Giovanni Scuri and Andrew Y. Joe and Andrés M. Mier Valdivia and Xiaoling Liu and Alexander A. Zibrov and Bumho Kim and Takashi Taniguchi and Kenji Watanabe and James Hone and Valentin Walther and Hongkun Park and Philip Kim and Mikhail D. Lukin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.11252},
year = {2024}
}
备注
37 pages, 4 figures in main text, 6 figures in supplemental materials; (v2) corrected funding acknowledgements