阱控WSe$_2$量子点中激子复合物理论
介观与纳米尺度物理
2024-06-25 v1
摘要
单层量子点阱势导致型-II能带对齐，即电荷静电约束孪子并排斥电子，或反之。因此，阱控型II量子点中激子的约束涉及由阱势引起的电子排斥与由局部化于量子点中的孪子库仑相互作用引起的吸引之间的精细平衡。本工作提出了一种针对阱控 量子点中中性激子复合物的理论，考虑到自旋、谱、电子轨道以及多体相互作用。我们分析了电子-孪子吸引如何取决于一系列系统参数，如屏蔽库仑相互作用、孪子约束强度以及电子排斥。我们使用原子紧致绑定模型计算在超过一百万个原子的计算盒子内的价带和导带态，施加阱势。随后，我们将原子波函数用于计算虚构型I量子点的直接和交换库仑矩阵元，以获得相互作用电子-孪子对的光谱。接着，我们研究了排斥势的作用，将电子从价带孪子中拉开。我们确定电子-孪子对是否足够被吸引，以克服阱势对电子的排斥。最后，我们计算孪子和电子态之间的偶极跃迁，以获得吸收光谱。
引用
@article{arxiv.2406.15717,
title = {Theory of excitonic complexes in gated WSe$_2$ quantum dots},
author = {Daniel Miravet and Ludmiła Szulakowska and Maciej Bieniek and Marek Korkusiński and Paweł Hawrylak},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.15717},
year = {2024}
}