中文

单层过渡金属硫族化物中激子本征线宽展宽

介观与纳米尺度物理 2019-03-19 v2 材料科学

摘要

单层过渡金属硫族化物(TMDs)尽管厚度小于纳米,却是高发光材料,这归因于此类材料所承载的强束缚亮激子的超短(<11 ps)辐射寿命。固有的短辐射寿命导致激子带出现大幅展宽,其量级约为光锥本身展宽的两个数量级以上。这一情形需要重新审视传统的光锥图像。我们提出一种修正的光锥概念,将光线 (cQ)(\hbar cQ) 作为允许辐射复合的广义下界。提出了一种自洽方法,在激子带中包含大幅辐射展宽时该方法至关重要,用于分离均匀激子线宽的辐射与非辐射分量。我们估计本征辐射线宽为 1.54±0.17 1.54\pm0.17\ meV,这纯粹源于有限辐射寿命且不存在非辐射退相干过程。作为大辐射极限的直接后果,我们发现由声学声子零点能引起的线宽展宽出乎意料地大(0.27\sim 0.27 meV)。这妨碍了本征辐射线宽的精确实验测定,并设定了 T=0T = 0 K 时非辐射线宽展宽的基本极限。

关键词

引用

@article{arxiv.1901.04391,
  title  = {Fundamental exciton linewidth broadening in monolayer transition metal dichalcogenides},
  author = {Garima Gupta and Kausik Majumdar},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1901.04391},
  year   = {2019}
}