基于第一性原理计算的范德瓦耳斯异质结激子g因子
材料科学
2020-07-01 v3 介观与纳米尺度物理
光学
摘要
外场是探测材料中光学激发的有力工具。激发态在磁场中的线性能量移动由其有效g因子量化。本文展示了如何通过收敛的第一性原理计算确定激子g因子及其符号。我们将该方法应用于半导体过渡金属硫族化合物的单层激子，以及MoSe/WSe异质双层中的层间激子，并与近期实验数据吻合良好。我们方法的精度使得能够将测得的光学峰g因子归属为能带结构中的特定跃迁，以及样品的特定区域。这揭示了各种先前测得的层间激子峰的本质。我们进一步表明，由于特定的光学选择定则，范德瓦耳斯异质结中的g因子强烈依赖于自旋和堆叠方式。轨道角动量的计算需要对数百个能带求和，表明对于所考虑的二维材料，基组大小是一个关键的数值问题。所提出的方法潜在可应用于多种半导体。
引用
@article{arxiv.2002.02542,
title = {Exciton g-factors of van der Waals heterostructures from first principles calculations},
author = {Tomasz Woźniak and Paulo E. Faria Junior and Gotthard Seifert and Andrey Chaves and Jens Kunstmann},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.02542},
year = {2020}
}
备注
29 pages, 4 figures, 2 tables