利用声波实现二维激子的长程输运
介观与纳米尺度物理
2022-04-06 v2 量子物理
摘要
激子是半导体中的基本光学激发。操控和输运这些准粒子的能力将促成用于量子光子技术的激子电路与器件。近年来，二维半导体中的层间激子因其长寿命、大激子束缚能以及栅极可调性，成为构建激子器件的有力候选。然而，激子的电中性导致其对平面内电场的响应微弱，从而限制了输运距离，使其难以超越扩散长度。本文展示了在双层 WSe2 中，由表面声波（SAW）诱导的传播势阱驱动层间激子的定向输运。我们证明，在 100 K 温度下，SAW 驱动的激子输运在超过阈值声功率时被激活，并达到 20 毫米，这一距离至少是扩散长度的十倍，且仅受限于器件尺寸。温度依赖的测量揭示了从低温下的扩散限制区到高温下的声场驱动区的转变。我们的工作表明，声波是一种有效、非接触式的手段来控制激子动力学和输运，有望在直至室温的条件下实现基于二维材料的激子器件，如激子晶体管、开关和换能器。
引用
@article{arxiv.2108.01773,
title = {Long-range transport of 2D excitons with acoustic waves},
author = {Ruoming Peng and Adina Ripin and Yusen Ye and Jiayi Zhu and Changming Wu and Seokhyeong Lee and Huan Li and Takashi Taniguchi and Kenji Watanabe and Ting Cao and Xiaodong Xu and Mo Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.01773},
year = {2022}
}
备注
16 pages, 5 figures