WS2与WSe2单层膜中的A激子及其自旋动力学特性研究

摘要：

单层过渡金属硫化物由于其特有的激子效应以及强自旋-谷耦合性质,在光电子学及谷电子学等方面有着很广阔的应用前景.利用超快时间分辨光谱,本文系统地比较了两类钨基单层硫化物(WS2和WSe2)的A-激子动力学和谷自旋弛豫特性.实验结果表明,WS2单层膜的A-激子弛豫表现为双指数过程,而对于WSe2,其A-激子衰减表现为三指数过程,且激子的寿命远长于前者.WS2谷自旋极化弛豫表现为单指数衰减,其寿命约0.35 ps,主要由电子-空穴交换作用所主导.而对于WSe2,谷自旋弛豫表现出双指数弛豫特性:一个寿命为0.5 ps的快过程和一个寿命为28 ps的慢过程.快过程的弛豫来源于电子-空穴交换作用,而慢过程则由于自旋晶格散射形成暗激子的过程.通过调谐抽运光波长,进一步证实WSe2较WS2更容易形成暗激子.

关键词：过渡金属硫化物、激子、谷极化

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资助基金：国家自然科学基金11674213,11604202,61735010;上海高校青年东方学者QD2015020;上海市教育委员会和上海市教育发展基金会"晨光计划"16CG45;上海市青年科技启明星计划18QA1401700资助的课题

在线出版日期：2019-03-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：230-238