Экситонные свойства двумерных полупроводников

Видео

Аннотация

В последние несколько лет сформировался интерес к двумерным полупроводниковым кристаллам, наиболее яркими представителями которых являются монослои дихалькогенидов переходных металлов (MoS₂, WSe₂ и др.).

Такие системы демонстрируют необычные физические эффекты, связанные с тригональной симметрией, сильными спин-орбитальным и кулоновским взаимодействиями. Подобно графену в этих материалах экстремумы зоны проводимости и валентной зоны реализуются в точках K и K’ на границах зоны Бриллюэна, однако, в отличие от графена, в дихалькогенидах переходных металлах имеется запрещенная зона шириной порядка 2 эВ.

Спин-орбитальное взаимодействие приводит полному снятию вырождения электронных и дырочных состояний, а также к особенностям правил отбора при междузонных оптических переходах: в одной из неэквивалентных долин междузонные переходы идут под действием света с правой циркулярной поляризацией, а в другой — с левой. Оптические свойства таких систем определяются экситонами, связанными электрон-дырочными комплексами, которые стабильны вплоть до комнатной температуры.

В докладе будет приведен обзор экситонных эффектов в монослоях дихалькогенидов переходных металлов, также будут представлены результаты наших исследований спиновой и долинной динамики экситонов и проявлений экситонов в эффектах нелинейной оптики.