二维层状半导体非线性光学响应中的多体效应
介观与纳米尺度物理
2017-02-06 v1 材料科学
摘要
我们在单层 WSe2 的激子共振附近进行了超快简并泵浦-探测光谱研究。观测到的差分反射信号显示出强多体相互作用的特征，包括激子-激子相互作用和自由载流子诱导的带隙重整化。激子-激子相互作用导致共振蓝移，持续时间为激子寿命（几皮秒），而带隙重整化表现为具有数十皮秒寿命的共振红移。我们基于多体相互作用建立的非线性光学极化率模型与实验观测吻合良好。光谱的功率依赖表明，随着泵浦功率增加，激子布居线性增加然后饱和，而自由载流子密度超线性增加，这意味着激子俄歇复合可能是这些自由载流子的起源。我们的模型展示了一种用于定量分析光谱的简单而高效的方法，并指出了库仑相互作用在此类二维材料非线性光学响应中的重要作用。
引用
@article{arxiv.1612.02714,
title = {Many-body effects in nonlinear optical responses of 2D layered semiconductors},
author = {Grant Aivazian and Hongyi Yu and Sanfeng Wu and Jiaqiang Yan and David G. Mandrus and David Cobden and Wang Yao and Xiaodong Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1612.02714},
year = {2017}
}