二维磷烯原子半导体中异常束缚的准一维三子
材料科学
2014-11-25 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
与石墨烯和过渡金属二硫化物 (TMD) 半导体等其他二维材料相比，新型二维 (2D) 材料磷烯的各向异性特性使得激子能够被限制在理论上预测的准一维 (1D) 空间中，从而产生源于维度降低和屏蔽效应的显著现象。在此，我们报道了在室温下少层磷烯中三子（带电激子）的结合能为 190 meV，这比二维 TMD 半导体 (20-30 meV) 和准二维量子阱 (1-5 meV) 中的结合能大近一到两个数量级。如此大的结合能仅在碳纳米管等真正的一维材料中观察到，而这些材料的光电应用因其固有的小光学截面而受到严重阻碍。磷烯提供了一种优雅的方法来克服这一障碍，它能在大的二维区域内实现准一维激子和三子行为，从而实现光电集成。我们通过展示激子和三子发出的完全线偏振光，实验验证了磷烯中激子和三子动力学的准一维性质。在高于一维的材料中具有异常大的三子结合能，其意义深远。它提供了一个室温二维平台，用于观察准一维区域中的基本多体相互作用。磷烯中的强光致发光发射已在室温下通过电调谐覆盖了宽光谱范围，这为可调谐光源开辟了新途径。
引用
@article{arxiv.1411.6124,
title = {Extraordinarily bound quasi-one-dimensional trions in two-dimensional phosphorene atomic semiconductors},
author = {Shuang Zhang and Renjing Xu and Fan Wang and Jiong Yang and Zhu Wang and Jiajie Pei and Ye Win Myint and Bobin Xing and Zongfu Yu and Lan Fu and Qinghua Qin and Yuerui Lu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1411.6124},
year = {2014}
}