单层 WSe2 中激子复合体的纳米尺度限域与控制
介观与纳米尺度物理
2023-12-01 v1 光学
摘要
半导体中光物理过程的纳米尺度控制与观测对于从光电子学到量子信息处理的基础认知与应用至关重要。特别地,在控制二维材料(如激子、三激子或双激子)中的激子复合体方面存在开放性问题与机遇。然而,传统的衍射极限光学光谱或光刻极限电学控制均无法提供在低温下以纳米尺度研究这些准粒子的合适工具。在此,我们引入低温电容共焦光学显微镜(C3OM)作为在纳米尺度研究准粒子动力学的工具。利用导电原子力显微镜(AFM)针尖作为栅电极,我们可在 4K 下于 WSe2 中以纳米尺度调制电子掺杂。该工具使我们能够以纳米尺度限域调制激子与三激子峰,以及一个与更大的激子复合体相关的、表现出独特非线性光学响应的 distinct 光致发光谱线。我们的结果展示了在任意位置对激子复合体的纳米尺度限域与光谱学,这应成为理解半导体复杂光电子特性的重要定量工具,并可用于从量子自旋液体到超分辨测量乃至量子发射体控制的应用。
引用
@article{arxiv.2311.18660,
title = {Nanoscale confinement and control of excitonic complexes in a monolayer WSe2},
author = {Hyowon Moon and Lukas Mennel and Chitraleema Chakraborty and Cheng Peng and Jawaher Almutlaq and Takashi Taniguchi and Kenji Watanabe and Dirk Englund},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.18660},
year = {2023}
}