过渡金属硫族化物中层自由度对激子的影响
介观与纳米尺度物理
2019-05-08 v1 材料科学
摘要
层状过渡金属硫族化物（TMDCs）具有多种强束缚激子复合物，主导了这些材料的光学性质。除自旋与谷之外，层数指标在少层薄膜中提供了额外的自由度。本文表明，在少层TMDC薄膜中，贡献于K（K'）谷的导带与价带边缘态波函数空间上局域于交替层——从而产生直接的（准）层内亮激子与较低能量的层间暗激子。依据自旋与谷构型，亮激子态进一步被发现是两个层诱导态的相干叠加：一个（E型）分布于偶数层，另一个（O型）分布于奇数层。亮激子的层内性质表现为激子结合能对少层薄膜厚度的依赖相对较弱，且在体极限下结合能仍维持高达50 meV——比常规半导体高一个数量级。从层内亮态到层间暗态的快速斯托克斯能量转移在光致发光峰的层依赖展宽中提供了明确特征，并在厚度超过单层的TMDCs中观测到的光致发光强度抑制中起关键作用。
引用
@article{arxiv.1905.02391,
title = {Layer degree of freedom for excitons in transition metal dichalcogenides},
author = {Sarthak Das and Garima Gupta and Kausik Majumdar},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.02391},
year = {2019}
}