垂直堆叠 MoSe$_2$/WSe$_2$ 异质双层中的层间激子谱
介观与纳米尺度物理
2021-07-28 v1 材料科学
摘要
垂直堆叠的 MoSe/WSe 异质结构的光学谱中包含额外的“层间”激子峰，这些峰在单独的单层材料中不存在，并在面外方向表现出显著的空间电荷分离。在先前研究基础上，我们采用多体微扰理论方法模拟并分析了具有三种堆叠序的 MoSe/WSe 异质双层的激子谱，同时考虑了动量直接激子和动量间接激子。我们发现层间激子的小振子强度及相应光学响应显著依赖于堆叠方式，并导致“亮”层间激子的高辐射寿命，在 T=4\,K 时为 5–200\,ns 范围。通过求解有限动量 Bethe-Salpeter 方程，我们预测最低能量激发应为跨越基本间接带隙（KQ）的间接激子，结合能为 220\,meV。然而，与近期磁光实验及先前理论研究一致，我们对有效激子朗德 g 因子的模拟表明，低能量动量间接激子在 MoSe/WSe 异质结构中未被实验观测到。我们进一步揭示了具有显著激子结合能和光学振子强度的“层间”C 激子的存在，其类似于单层及少层过渡金属硫族化物中显著的能带嵌套激子。
引用
@article{arxiv.2103.08676,
title = {Interlayer excitonic spectra of vertically stacked MoSe$_2$/WSe$_2$ heterobilayers},
author = {Roland Gillen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.08676},
year = {2021}
}
备注
20 pages, 14 figures, 3 tables