二维材料厚度与周围介电介质对库仑相互作用及激子的影响

我们研究了溶液中二维半导体纳米片内两电荷间相互作用势所受量子限制的影响。所得有效势依赖于两个长度尺度，即厚度 $d$ 与一个涌现长度尺度 $d^* \equiv \epsilon d / \epsilon_{\text{sol}}$，其中 $\epsilon$ 为纳米片介电常数，$\epsilon_{\text{sol}}$ 为溶剂介电常数。特别地，对于小于 $d$ 的间距，有效势的对数行为源于量子限制而非静电学，而非体相库仑相互作用的一除以距离形式。最后，我们证实激子束缚能除依赖于长度尺度 $d$ 和 $d^*$ 外，还依赖于二维激子玻尔半径 $a_0$，并分析了此依赖关系的后果。