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扭曲双层石墨烯中层间激子的 θ 可调光致发光

介观与纳米尺度物理 2019-04-01 v1

摘要

利用扭曲双层石墨烯 (tBLG) 中层间电子的共振双光子激发,我们分辨出随堆垛角 θ{\theta} 光谱可调的光致发光 (PL)。这一微弱信号比非共振背景大 4–5×\times,并且发射自传统上与范霍夫奇点共振相关的层间能带反交叉区域。然而,我们对具有约 1 ps 延迟电子热化的共振 PL 发射的观测表明,层间载流子可能反而形成了束缚激子。利用双光子 PL 和带内瞬态吸收光谱,我们观测到亮态与暗态的峰分裂,对应于 θ{\theta} = 8o^o 到 17o^o 时 0.5 至 0.7 eV 的层间激子束缚能。这些结果支持理论模型所显示的 tBLG 中的层间激子由趋于零的激子与金属连续态耦合强度而稳定。tBLG 这种意想不到的金属-激子双重光学性质暗示了在基于石墨烯的光学器件中可能对载流子热化、抽取和发射进行 θ{\theta} 可调控制。

关键词

引用

@article{arxiv.1806.06312,
  title  = {{\theta}-Tunable Photoluminescence from Interlayer Excitons in Twisted Bilayer Graphene},
  author = {Hiral Patel and Lujie Huang and Cheol-Joo Kim and Jiwoong Park and Matt W. Graham},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1806.06312},
  year   = {2019}
}