高度双极性掺杂 WS2 中的激子族
介观与纳米尺度物理
2022-08-18 v1 材料科学
摘要
在二维半导体中厘清单粒子与多粒子性质及其对高载流子浓度的依赖关系，仅通过纯光学手段进行实验研究颇具挑战。我们构建了一种电解质门控 WS2 单层场效应结构，能够将费米能级从价带移至导带，适用于在弱掺杂区光学追踪激子束缚能以及单粒子带隙能量。结合光谱椭偏与光致发光光谱，覆盖高达 10^14 cm-2 电荷载流子密度的 n 型与 p 型大范围掺杂，得以研究屏蔽现象及文献中起源尚存争议的丰富激子族的掺杂演化。我们表明，光致发光实验中最显著的两个发射带源于自旋禁戒与动量禁戒的电中性激子在声子激活下的复合。观测到的带间跃迁在电子或空穴掺杂下发生红移并急剧减弱。该场效应平台不仅适用于研究激子族，也适用于在低温下对简并掺杂的原子级薄量子材料进行光学与输运联合测量。
引用
@article{arxiv.2208.08102,
title = {Exciton manifolds in highly ambipolar doped WS2},
author = {David Otto Tiede and Nihit Saigal and Hossein Ostovar and Vera Döring and Hendrik Lambers and Ursula Wurstbauer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.08102},
year = {2022}
}
备注
10 pages, 5 figures, 1 table