基于谷 - 激子锁定的二维谷电子学光学选择定则
材料科学
2016-04-01 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
光学选择定则从根本上决定了从氢原子到 GaAs 等块体晶体等各种物理系统中能态之间的光学跃迁。它对激光器、能量色散 X 射线光谱学和量子计算等光电应用至关重要。最近，单层过渡金属二硫化物 (TMDC) 在动量空间中表现出具有非平凡贝里曲率 (Berry curvature) 的谷以及具有大结合能的激子。然而，独特的谷自由度与强激子效应如何共同影响光学激发尚不清楚。在此，我们发现了单层 WS2 中由谷和激子角动量施加的一组新的光学选择定则。我们在实验上证明了该原理在二次谐波产生 (SHG) 和双光子发光 (TPL) 中的应用。此外，双光子诱导的谷布居在亚皮秒激子间弛豫 (2p->1s) 后产生净圆偏振光致发光，并持续 8 ps。在这一谷电子学二维系统中发现新的光学选择定则，不仅极大地扩展了信息自由度，还为控制光学跃迁奠定了基础，这对于二维谷极化发光二极管 (LED)、光开关和量子计算相干控制等谷光电器件应用至关重要。
引用
@article{arxiv.1504.04947,
title = {Optical Selection Rule based on Valley-Exciton Locking for 2D Valleytronics},
author = {Jun Xiao and Ziliang Ye and Ying Wang and Hanyu Zhu and Yuan Wang and Xiang Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1504.04947},
year = {2016}
}