共振激发下同位素工程单层WS$_2$的谷位发射与上转换
介观与纳米尺度物理
2025-03-21 v1 材料科学
摘要
在寻求优化2D材料的光电子和谷位电子学性质方面，已探索多种策略，如应力工程、掺杂和异质结构。在此方向上，同位素工程也提供了一种潜在途径，以改变电子-声子相互作用并影响准粒子散射过程。本研究通过在0至14 T的磁场下、4 K下收集化学气体沉积生长的单层（1L）WS、WS和WS的共振光致发光（PL）来研究硫同位素对上转换和谷位散射现象的依赖性。混合态硫1L（WS）的上转换显示一种M声子吸收，光学增益约为30 meV；而纯硫同位素标记的1L（WS和WS）需要两种声子（M和 ），光学增益约为80 meV。还发现，WS的电子激子极化度（DOP）随场从0至14 T的增加而显著变化约为-30%；而WS和WS的电子激子DOP则上升约8%。类似地，对于所有样本中的阱性激子和局域激子，都观察到DOP的不同变化，归因于不同的谷位散射现象。1L WS显示出类内带和类间带散射的组合，而WS主要表现为类内带散射；WS则主要表现为类间带散射。最后，提出了一个现象学模型来描述上转换和谷位散射过程。
引用
@article{arxiv.2503.15961,
title = {Valley Emission and Upconversion in Isotopically Engineered Monolayer WS$_2$ under Resonant Excitation},
author = {Rahul Kesarwani and Vaibhav Varade and Artur Slobodeniuk and Martin Kalbac and Jana Vejpravova},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.15961},
year = {2025}
}
备注
30 pages, 6 figures