悬浮三层 MoS2 中激子至三激子转变诱导的非线性拉曼频移
光学
2015-02-03 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
层状二维 (2D) 半导体（如二硫化钼 MoS2）因其独特的物理性质最近引起了广泛关注。在此，我们利用光致发光 (PL) 和拉曼光谱研究了合成悬浮三层 MoS2 中所谓三激子 (trions) 的形成。三激子是一种带电准粒子，由向中性激子（束缚电子 - 空穴对）添加一个电子或空穴形成。我们展示了通过调节光泵浦（激光）功率，可以精确控制激子到三激子的转变。将激发激光功率增加到超过特定阈值（~4 mW）以上，可以调制三激子与激子的 PL 强度比以及两者的光谱线宽。通过系统且互补的拉曼分析，我们揭示了激光诱导的激子至三激子转变与 MoS2 特征声子振动之间的强耦合。这种光学转变的起始对应于面内 (E12g) 和面外 (A1g) 振动模式先前未知的非线性拉曼频移的起始。这种耦合直接影响了低激光功率下由于加热导致的 A1g 和 E12g 振动众所周知的线性红移，并将其改变为在高激光功率制度下具有蓝移的非线性且非单调依赖关系。研究发现，激子至三激子转变引起的电子密度局部降低是高激光功率下蓝移的根本机制。我们的发现丰富了关于 2D 半导体中光子和声子性质强耦合的知识，并使得在高激光功率制度下可靠地解释 PL 和拉曼光谱成为可能。
引用
@article{arxiv.1502.00593,
title = {Nonlinear Raman Shift Induced by Exciton-to-Trion Transformation in Suspended Trilayer MoS2},
author = {Hossein Taghinejad and Mohammad Taghinejad and Alexey Tarasov and Meng-Yen Tsai and Amir H. Hosseinnia and Philip M. Campbell and Ali A. Eftekhar and Eric M. Vogel and Ali Adibi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1502.00593},
year = {2015}
}
备注
19 pages, 4 figures