MoSe$_2$ 中受内禀电声子耦合保护的室温寿命达 100 ns 的自旋态
介观与纳米尺度物理
2019-06-18 v2
摘要
我们报道了时间分辨克尔旋转测量结果，显示单层 MoSe 在室温下的自旋寿命超过 100 ns。这些长寿命伴随着克尔振幅的引人关注的温度依赖性：该振幅随温度升高至 50 K 而增大，随后突然改变符号。利用 ab initio 模拟，我们从内禀电声子耦合以及向次级能谷跃迁的激活角度解释了后一种行为。光生电子-空穴对的声子辅助散射在激光激发后的最初几 ps 内制备了能谷自旋极化。由于导带和价带态表现出不同的声子介导的能谷间散射率，总能谷磁化的符号（从而克尔振幅的符号）随温度发生切换。然而，ps 时间尺度上的电声子散射并不能解释长的自旋寿命。因此，我们推断初始自旋极化必然被转移到了受内禀电声子耦合保护的自旋态中，这些自旋态极有可能是非巡游价带或导带态的驻留载流子。
引用
@article{arxiv.1708.00228,
title = {Spin States Protected from Intrinsic Electron-Phonon-Coupling Reaching 100 ns Lifetime at Room Temperature in MoSe$_2$},
author = {Manfred Ersfeld and Frank Volmer and Pedro Miguel M. C. de Melo and Robin de Winter and Maximilian Heithoff and Zeila Zanolli and Christoph Stampfer and Matthieu J. Verstraete and Bernd Beschoten},
journal= {arXiv preprint arXiv:1708.00228},
year = {2019}
}
备注
18 pages, 17 figures