低温光致发光证实块体黑磷中的激子
介观与纳米尺度物理
2021-01-13 v1 材料科学
光学
摘要
黑磷(BP)的原子层具有独特的光电特性，其主导因素为从可见光到中红外宽光谱范围内可直接调谐的带隙。本工作中，我们研究了BP单晶在极低温下的红外光致发光。在2 K下观察到近带边复合，包括位于0.276 eV的主导激子跃迁以及位于0.278 eV的较弱跃迁。利用各向异性Wannier-Mott模型计算自由激子束缚能，结果为9.1 meV。相反，0.276 eV峰在高温度下的PL强度猝灭具有小得多的激活能，归因于自由激子在平面浅杂质上的局域化。该分析使我们分别将BP中0.276 eV和0.278 eV的PL谱线归属于束缚激子和自由激子。据此，块体BP的带隙值在2 K下被修正为0.287 eV。
引用
@article{arxiv.2010.15449,
title = {Excitons in bulk black phosphorus evidenced by photoluminescence at low temperature},
author = {Etienne Carré and Lorenzo Sponza and Alain Lusson and Ingrid Stenger and Etienne Gaufrès and Annick Loiseau and Julien Barjon},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.15449},
year = {2021}
}
备注
12 pages, 3 figures - Main text 13 pages, 6 figures - Supporting information