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单层 WS$_2$ 中大型三子结合能:应变增强的电子-声子耦合

介观与纳米尺度物理 2025-05-07 v1 材料科学 光学

摘要

过渡金属二硫化物及相关层状材料在单层或少层薄膜 regime 中提供了探索激子及众生物理学的有前景的光电子平台。应变工程已成为调谐激子性质、利用于激子基设备的强大技术。我们研究了纳米颗粒引起的局部应变对单层 WS2_2 中激子 X0X^0 和三子 X-X^\text{-} 光学性质的影响。通过监测 WS2_2 三个突出拉曼模的变化来量化并验证 Biaxial 拉伸应变至 2.0%:E2g1E{^1_{2g}}(Γ\Gamma)、A1gA_{1g} 和 2LA(M)。我们获得了 X-X^\text{-} 结合能在 34 meV 的显著增大,平均调谐率为 17.5±17.5 \pm 2.5 meV/% 应变,无论单层 WS2_2 周围的介电环境和样品制备条件如何。在最高的拉伸应变约为 2% 时,我们实现了 X-X^\text{-} 的最大结合能约为 100 meV,导致其发射强度和热稳定性增强。通过研究应变引起的线宽展宽和 X0X^0X-X^\text{-} 发射的形变势,我们阐明了 X-X^\text{-} 结合能增加是由于应变增强的电子-声子耦合所致。这一工作与未来的 X-X^\text{-}-基纳米光电-机械系统和器件密切相关。

关键词

引用

@article{arxiv.2412.10114,
  title  = {Large trion binding energy in monolayer WS$_2$ via strain-enhanced electron-phonon coupling},
  author = {Yunus Waheed and Sumitra Shit and Jithin T Surendran and Indrajeet D Prasad and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Santosh Kumar},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2412.10114},
  year   = {2025}
}

备注

7 figures