激子到三子的转换作为室温单层WS$_\text{2}$中谷极化的控制机制

Joris J. Carmiggelt; Michael Borst; Toeno van der Sar

doi:10.1038/s41598-020-74376-3

激子到三子的转换作为室温单层WS$_\text{2}$中谷极化的控制机制

介观与纳米尺度物理 2020-10-26 v1

作者: Joris J. Carmiggelt , Michael Borst , Toeno van der Sar

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摘要

过渡金属硫族化物(TMD)单层是具有两个能谷的二维半导体，可使用圆偏振光选择性地寻址。其光致发光光谱以中性和带电激子（三子）为特征，二者形成由净电荷密度控制的化学平衡。在此，我们利用化学掺杂在室温下驱动 $\text{WS}_{2}$ 单层中激子向三子的转换，并通过谷选择性光学激发下的光致发光测量研究由此产生的谷极化。我们表明，掺杂使发射变为以三子为主，并伴随与快速非辐射复合相关的强谷极化。同时，由于向三子转换的增强，掺杂导致激子发射被强烈淬灭但高度谷极化。一个速率方程模型从掺杂控制的激子-三子平衡角度解释了观测到的谷极化。我们的结果阐明了激子-三子转换在单层 TMD 谷极化中的重要作用。

关键词

过渡金属硫族化物单层WS2 激子三子谷极化化学掺杂光致发光

引用

@article{arxiv.2007.10023,
  title  = {Exciton-to-trion conversion as a control mechanism for valley polarization in room-temperature monolayer WS$_\text{2}$},
  author = {Joris J. Carmiggelt and Michael Borst and Toeno van der Sar},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2007.10023},
  year   = {2020}
}

备注

8 pages, 4 figures

激子到三子的转换作为室温单层WS$_\text{2}$中谷极化的控制机制

摘要

关键词

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