激子能带结构中的维度与对称性特征：对时间演化的影响
材料科学
2021-10-04 v1
摘要
激子动力学、寿命和散射与激子色散或能带结构直接相关。虽然电子和声子能带结构已被充分理解并可轻易从第一性原理计算，激子能带结构却常与被底层的电子能带结构混淆，其中激子色散被假定遵循其组成电子与空穴能带相同的色散（即有效质量模型）。在此，我们提出激子能带结构在从头算和模型哈密顿量方法下的通用理论。我们表明，与通常假设相反，激子能带结构包含非解析不连续性——这一特征仅从电子能带结构本身无法获得。这些不连续性是纯粹的量子现象，源于电子-空穴对的交换散射。我们表明这些不连续性的程度取决于材料的对称性和维度，三维中出现跳跃不连续性，而二维和一维中出现不同阶的可去不连续性。我们将这些意外特征与激子动力学的早期阶段相联系，其与近期实验观测表现出显著对应，并表明所测量的扩散模式受底层激子能带结构影响。
引用
@article{arxiv.2103.07514,
title = {Signatures of Dimensionality and Symmetry in Exciton Bandstructure: Consequences for Time-Evolution},
author = {Diana Y. Qiu and Galit Cohen and Dana Novichkova and Sivan Refaely-Abramson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.07514},
year = {2021}
}