原子薄半导体中的激子体光致发光与激子体稳定性
介观与纳米尺度物理
2024-02-13 v1
摘要
掺杂单层半导体的光学响应由激子体（trion，即束缚于掺杂电荷的光激发电子-空穴对）主导。尽管其光致发光（PL）特征已在实验中确认，一个一致捕捉亮与暗激子体峰的微观模型仍属缺失。本工作中，我们在量子力学基础上推导广义激子体 PL 公式，考虑直接与声子辅助复合机制。我们通过求解激子体薛定谔方程展示 WSe 中的激子体能量图景。我们揭示等量电荷间的质量失衡导致稳定性更差的激子体，其结合能小，且有趣地在 PL 谱中与激子峰存在大的能量偏移。此外，我们计算了 n 型与 p 型掺杂单层的温度依赖 PL 谱，并预测了源自位于 点处电子的激子体尚未被观测到的特征。我们的工作朝向微观理解决定激子体稳定性与光学指纹的内部结构迈出了重要一步。
引用
@article{arxiv.2306.10812,
title = {Trion photoluminescence and trion stability in atomically thin semiconductors},
author = {Raul Perea-Causin and Samuel Brem and Ole Schmidt and Ermin Malic},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.10812},
year = {2024}
}