超球谐方法下二维单层中的三子态：以过渡金属硫族化物为例

我们发展了理论形式体系，并在四维新空间中采用超球谐（HH）方法，基于非相对论势模型研究了过渡金属硫族化物（TMDC）单层中层谷三子态的形成。我们通过将三子态波函数按HH展开，求解了具有Rytova-Keldysh（RK）势的三体薛定谔方程。三子态波函数的反对称化基于电子与空穴的自旋和层谷指标。我们考虑了RK势由库仑势近似的长程近似，以及该势由对数势近似的短程极限。在对角近似下，超径向函数的耦合微分方程组在两种极限下均解耦。我们的方法在对角近似下对这两种极限情形（库仑势与对数势）给出了三子态束缚能及波函数的解析解。我们得到了负电荷与正电荷三子态本征值与本征函数的精确解析表达式。相应的能量本征值可视为三子态束缚能的下限与上限。所提出的理论方法可描述TMDC中的三子态，并解释TMDC中$X^{-}$与$X^{+}$束缚能之差。采用RK势对基态能量的数值计算结果与同类计算吻合良好，并与三子态束缚能的实验测量合理一致。