层状 MoS2 晶体诱导的宽带 THz 脉冲发射效率的兆子位移电流

在半导体中发生超快光激发后，光生载流子、高度能量兆子态以及电子空穴液体之间存在竞争性动力学。本文表明， femtosecond 光脉冲激发可诱导transient性兆子位移电流，强化单晶 MoS2 低温下的 THz 发射。通过在不同温度下 varying excitation density 的实验阐明了主导兆子位移电流的控制机制。在 20K 低温下，当激光 fluence 超过 150μJ/cm² 的临界值后，兆子贡献显著降低。这一行为表明在兆子密度极大的情况下（即兆子对之间的平均间距相当于兆子半径），一种新型量子凝聚体，即电子空穴液体的形成。进一步，兆子密度随温度变化的 THz 发射符合 Varshni 模型，晶体 Debye 温度为 260K。