过渡金属硫族化物异质结构中的层间耦合与栅极可调激子
介观与纳米尺度物理
2017-12-14 v1 材料科学
计算物理
摘要
双层范德瓦耳斯（vdW）异质结构如 MoS2/WS2 与 MoSe2/WSe2 近来备受关注，尤其是因其 II 型能带排列以及层间激子作为最低能量激子态的形成。本工作中，我们用第一性原理 GW+Bethe-Salpeter 方程（BSE）方法计算此类异质结构的电子与光学性质，并揭示层间耦合在决定激发态性质（包括能带排列与激子性质）中的重要作用。我们的计算表明，由于层间耦合，低能激子可由垂直栅极场广泛调控。特别地，这些双层异质结构中最低能量激子的偶极振子强度与辐射寿命在实用外栅极场内变化超过一个数量级。我们还建立了一个简单模型，抓住了该可调性背后的本质物理，并可将第一性原理结果推广至大范围电场。我们的工作澄清了双层 vdW 异质结构中层间激子的物理图像，并预言了二维光电器件中广泛范围的栅极可调激发态性质。
引用
@article{arxiv.1712.04860,
title = {Interlayer coupling and gate-tunable excitons in transition metal dichalcogenide heterostructures},
author = {Shiyuan Gao and Li Yang and Catalin D. Spataru},
journal= {arXiv preprint arXiv:1712.04860},
year = {2017}
}
备注
16 pages with 4 figures and 1 table