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过渡金属二元化合物异质双层中的扭转强生牌出租车角依赖激子

纳米技术 2022-07-31 23:58:10

中国科学出版社 WS2/WS2异质双层的光学图像

WS2/WSe2异质双层中TDE的能量作为扭转角的函数

TDE的极化k空间发射模式

信用:科学中国出版社 垂直堆叠的过渡金属二硫化物异质双层中的ⅱ型能带结构有利于层间激子的形成

单层晶格常数的扭曲角和失配产生了深度> 100 meV的周期性莫尔势,这可以影响光学带隙和形成激子的光学选择规则

确定TMDs异质双层中激子峰的来源有时是有争议的,因为它们的能量相似

近日,武汉大学(纳米光子学组)的研究人员

张顺平教授

徐红星,教授领导的计算物理组

元)表明,由单层WS2和WSe2层间耦合产生的依赖于扭转角的激子是层内激子,其跃迁偶极矩几乎平行于原子平面

他们基于实验光致发光光谱的系统分析和比较、依赖于扭转角的DFT能带结构计算、更精确的DFT-GW计算以及使用GW-BSE方法的最先进的光学计算来识别这种激子

实验表明,新激子在1

WS2/WSe2异质双层中的35 eV取决于扭转角(图1b),表现出所谓的“层间激子”的特征

然后,他们使用后焦平面成像(傅立叶成像)技术来量化图1c中WS2/WSe2异质双层中TDE跃迁偶极矩的方向

TDE的k空间发射模式表现出平面内偶极特征,与扭转角无关

进一步分析表明,这种“层间激子”确实是由WS2层贡献的层内激发,主要证据包括:(1)实验光致发光光谱与计算吸收光谱的比较(图2d)表明,1

光致发光光谱中的35电子伏与计算的1

36 eV(2)动量间接转换性质为1

光吸收光谱中的36 eV峰也已经被大约1

36 eV(3)激子重量分析清楚地表明激子状态1

36 eV主要由γ-K跃迁引起;(4)激子1电荷密度的实空间分布分析

36 eV(图2e)显示电子和空穴都仅来自WS2层

WS2/WSe2异质双层的能带结构

(a,b)与(k-k激发和(c)γ-k激发相关的空穴|+〉和电子|−〉态的分布

WS2/WSe2异质双层的光学吸收光谱

TDE电荷密度的真实空间分布

信用:科学中国出版社

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