原子级薄过渡金属硫族化物激发载流子密度中的光学非线性
介观与纳米尺度物理
2020-12-15 v1
摘要
在基于过渡金属硫族化物的原子级薄半导体中，光激发可用于产生高密度的电子-空穴对。由于源于激发载流子的Pauli阻塞与多体效应的光学非线性，所生成的载流子密度将偏离泵浦通量的线性增长。在本文中，我们采用一种将第一性原理电子态计算结果与光激发的多体处理相结合的理论方法来描述非线性吸收性质及由此产生的激发载流子动力学。我们确定了激发载流子密度对泵浦功率的线性近似的有效范围，并在多种激发条件下辨识了MoS2、MoSe2、WS2与WSe2中高激发载流子密度处光学非线性的作用与量级。我们发现，对于带隙以上光激发，由于双粒子态密度的多体重整化，使用未激发系统的线性吸收系数会在很宽泵浦通量范围内严重低估可实现的载流子密度。
引用
@article{arxiv.2012.07642,
title = {Optical nonlinearities in the excited carrier density of atomically thin transition metal dichalcogenides},
author = {Daniel Erben and Alexander Steinhoff and Michael Lorke and Frank Jahnke},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.07642},
year = {2020}
}