二维半导体中暗激子与局域激子杂化的应变调控
材料科学
2022-12-28 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
机械应变是调控激子的有力手段，激子作为库仑束缚的电子-空穴复合体主导着二维半导体的光学性质。尽管亮自由激子的应变响应已被广泛理解，暗自由激子（由于自旋和动量守恒通常不与光耦合的长寿命激发）或与缺陷相关的局域激子的行为大多仍未被探索。本文发展了这样一种技术：能够对保持在低温下、应变可达3%的原始悬浮WSe2施加应变，以研究这些脆弱多体态的应变行为。我们发现，在施加应变下，原型二维半导体单层WSe2中的暗激子与局域激子进入能量共振，形成一种继承组成粒子特性的新杂化态。该杂化态的特征，包括增强一个数量级的光/物质耦合、避免交叉的能量移动以及多体相互作用的应变可调性，均得到第一性原理计算的支持。本文报道的杂化激子可能在基于WSe2的单量子发射器的工作中起到关键作用。此外，我们发展的技术可用于识别未定名的激子态。
引用
@article{arxiv.2207.11037,
title = {Strain control of hybridization between dark and localized excitons in a 2D semiconductor},
author = {Pablo Hernández López and Sebastian Heeg and Christoph Schattauer and Sviatoslav Kovalchuk and Abhijeet Kumar and Douglas J. Bock and Jan N. Kirchhof and Bianca Hoefer and Kyrylo Greben and Florian Libisch and Kirill I. Bolotin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.11037},
year = {2022}
}
备注
15 pages, 5 figures