激子-声子散射:束缚电子-空穴对的玻色与费米性质竞争
介观与纳米尺度物理
2023-09-06 v1 量子气体
摘要
由于由原子级薄半导体构成的范德瓦耳斯异质结构的兴起,关于激子系综的宏观占据和相干性的自发涌现问题重新受到关注。其所承载的层间激子具有纳秒级寿命,足够长以允许激子在时间上热化。若干实验研究报道了在高激子密度下宏观占据效应的特征。在理论方面,激子是由费米子组分形成的复合粒子,而对于超出线性区域的激子气体的玻色热化,仍缺乏一般性的理论论证。在此,我们推导了在高于经典极限的密度下声子介导热化的方程,并确定了分别有利于费米或玻色特性的热化条件。在声学准弹性声子散射主导动力学的情况下,我们的理论表明过渡金属硫族化物(TMDC)激子可能足够玻色化,从而表现出玻色热化行为以及随激子密度增加而减小的退相干。这可以被解释为激子基态中涌现相干性的特征,并且与实验观察到的特征(如随密度增加 linewidth 减小)很好地吻合。
引用
@article{arxiv.2303.11787,
title = {Exciton-phonon-scattering: A competition between bosonic and fermionic nature of bound electron-hole pairs},
author = {Manuel Katzer and Malte Selig and Lukas Sigl and Mirco Troue and Johannes Figueiredo and Jonas Kiemle and Florian Sigger and Ursula Wurstbauer and Alexander W. Holleitner and Andreas Knorr},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.11787},
year = {2023}
}