当立方并非各向同性：CuInSnS$_4$ 单晶中的声子-激子解耦
材料科学
2026-03-24 v2
摘要
原子尺度的无序可在平均结构为立方的晶体中创建隐藏的光学各向异性。本文表明，CuInSnS 单晶中存在由固有 In/Sn 阳离子无序引起的局部破坏对称性环境，这些环境以显著不同的方式影响振动性和激子性质。通过结合偏振和温度依赖的拉曼光谱、红外近场显微镜、稳态和时间分辨光致发光，以及第一性原理计算，我们发现声子在纳米尺度上仍基本保持对称平均化和局部均匀。相比之下，光致发射显示出具有显著偏振各向异性的低能带尾发射，遵循明确定义的角度对称性，凸显了激子态对局部对称性破坏的强烈灵敏度。这种声子-激子解耦表明，固有无序可在保持振动相干性和介电均匀性的同时局域化激子，从而为偏振敏感的光源、各向异性光电探测器以及基于激子的光学功能开辟了新的机遇，即便在名义上为立方结构的多元化半导体中亦如此。
引用
@article{arxiv.2603.20159,
title = {When Cubic Is Not Isotropic: Phonon-Exciton Decoupling in CuInSnS$_4$ Single Crystals},
author = {Lara Kim Linke and Yvonne Tomm and Xinyun Liu and Galina Gurieva and Daniel M. Tobbens and Pardis Adams and Michel Calame and Ryan W. Crisp and Jessica Boland and Sean Kavanagh and Susan Schorr and Mirjana Dimitrievska},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.20159},
year = {2026}
}