单层 MoTe$_2$ 中的 Rydberg 激子与三激子
介观与纳米尺度物理
2023-02-09 v1 材料科学
光学
摘要
单层过渡金属硫族化物（TMDC）半导体表现出强激子光学共振，可作为对其基本性质进行微观、非侵入式探测的探针。如同氢原子，此类激子可展现完整的 Rydberg 共振系列。激子已在大多数 TMDC（MoS、MoSe、WS 和 WSe）中被广泛研究，但在重要 TMDC 材料二碲化钼（MoTe）中激子现象的详细探索一直缺乏。在此，我们报道对单层 MoTe 激子发光性质的实验研究，以理解高达 3s 的激子 Rydberg 系列。我们报道了发射能量随温度（4K 至 300K）的显著修正，量化了激子-声子耦合。此外，我们观察到所有 Rydberg 态下强栅极可调的激子-三激子相互作用，主要由自由载流子屏蔽、泡利阻塞和带隙重整化主导，与基于第一性原理 GW 加 Bethe-Salpeter 方程方法计算的结果一致。我们的结果有助于将单层 MoTe 推向其在近红外光电子与光子器件中的潜在应用。
引用
@article{arxiv.2302.03720,
title = {Rydberg Excitons and Trions in Monolayer MoTe$_2$},
author = {Souvik Biswas and Aurélie Champagne and Jonah B. Haber and Supavit Pokawanvit and Joeson Wong and Hamidreza Akbari and Sergiy Krylyuk and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Albert V. Davydov and Zakaria Y. Al Balushi and Diana Y. Qiu and Felipe H. da Jornada and Jeffrey B. Neaton and Harry A. Atwater},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.03720},
year = {2023}
}
备注
5 figures (main text)