从第一性原理计算发现的单层TiI₂中反常亮基态激子
介观与纳米尺度物理
2026-02-09 v1 材料科学
摘要
基于从头算屏蔽组态相互作用计算，我们发现TiI₂具有亮激子基态，并确定了导致这一在过渡金属二硫化物中前所未有的特征的两个关键机制。第一，自旋轨道耦合诱导的导带劈裂使得电子和空穴在布里渊区中围绕K谷的相当大区域内具有光学允许的自旋排列，避免了MoSe₂单层等材料中出现的能带交叉。第二，足够弱的交换相互作用确保亮激子在能量上保持在暗激子态之下。我们进一步证明，亮激子基态在各种机械应变下是稳定的，且三粒子态（带电激子）继承了这一亮基态。我们的发现有望激发对具有上述两个关键特征的相关材料的进一步研究，因为亮基态激子对于需要快速辐射复合的应用至关重要。
引用
@article{arxiv.2512.09602,
title = {Unconventional bright ground-state excitons in monolayer TiI$_2$ from first-principles calculations},
author = {Franz Fischer and Carl Emil Mørch Nielsen and Marta Prada and Gabriel Bester},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.09602},
year = {2026}
}