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MoS₂-MoSe₂ 界面处电子与空穴的自旋/谷耦合动力学

介观与纳米尺度物理 2021-09-22 v2

摘要

过渡金属硫族化物(TMDs)中耦合的自旋与谷自由度被视为一种有前景的信息处理平台。在此,我们利用 TMD 异质结构 MoS2MoSe2{\text{MoS}_{2}-\text{MoSe}_{2}} 研究跨界面的自旋/谷极化载流子的光泵浦,并阐明支配其后续弛豫的机制。通过应用时间分辨 Kerr 和反射光谱,我们发现光激发载流子在两个隧穿方向上均保持自旋守恒。此后,我们测得电子与空穴的自旋/谷去极化速率差异显著,分别为 30ns1\sim 30\,{\text{ns}}^{-1}<1ns1< 1\,{\text{ns}}^{-1},并表明该差异与 TMDs 导带和价带中自旋轨道分裂的不匹配有关。我们的工作提供了不受复杂激子过程影响的自由载流子自旋/谷动力学见解,并确立了 TMD 异质结构作为自旋/谷电子器件中自旋流发生器的地位。

关键词

引用

@article{arxiv.2103.09934,
  title  = {Spin/valley coupled dynamics of electrons and holes at the ${\text{MoS}_{2}-\text{MoSe}_{2}}$ interface},
  author = {Abhijeet Kumar and Denis Yagodkin and Nele Stetzuhn and Sviatoslav Kovalchuk and Alexey Melnikov and Peter Elliott and Sangeeta Sharma and Cornelius Gahl and Kirill I. Bolotin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2103.09934},
  year   = {2021}
}

备注

15 + 6 pages; 4 + 3 figures