过渡金属二硫化物单层中激子的自旋与谷动力学

过渡金属二硫化物单层，即二硫化钼、二硒化钼、二硫化钨和二硒化钨，展示了与自旋 - 谷锁定效应相关的独特光学性质。特别是，利用圆偏振光激发单层材料时，根据光的螺旋性，可以选择性地在动量空间中的非等价谷中产生电子 - 空穴对或激子。这使得人们能够通过光学光谱学研究载流子和库仑复合体的谷间动力学。在此，我们简要综述了过渡金属二硫化物单层中中性激子的精细结构及其自旋和谷动力学。研究表明，激子中电子与空穴之间的长程交换相互作用是导致不同谷中形成的亮激子之间快速混合的有效机制。我们讨论了长程交换相互作用的物理起源，并概述了在电动力学和$\mathbf k \cdot \mathbf p$方法下的推导过程。此外，我们提出了一个由长程交换相互作用与散射共同驱动的亮激子自旋动力学模型。最后，我们讨论了该模型在描述通过时间分辨光致发光和克尔旋转技术获得的最新实验数据中的应用。