六方二维材料大质量狄拉克锥中激子里德伯系列的光学选择定则

我们研究形成于大质量狄拉克锥中的激子里德伯系列的光学跃迁选择定则。激子包络函数与赝自旋纹理的纠缠导致了激子单光子产生的反常选择定则，其中在给定的谷中 $d$ 轨道可被以与 $s$ 轨道相反的螺旋性选择定则激发。实际六方晶格中的三角翘曲效应进一步使得更多激发态变亮，其中 $p$ 轨道也可通过单光子激发以与 $s$ 轨道相反的谷选择定则到达。各种状态中激子的单光子产生以及这些状态间的激子内跃迁均由晶格的离散面内旋转对称性支配，我们的结果表明在六方二维材料中，当大质量狄拉克费米子模型包含三角翘曲效应时，对称性允许的跃迁被启用。在单层过渡金属硫族化物中，激子可由可见光产生且激子内跃迁可由红外光诱导，我们给出了这些光学跃迁的强度，利用修正的类氢包络函数结合在不同 $k$ 点计算的布洛赫态间的光学跃迁矩阵元估计得到。