NĂNG LƯỢNG VÀ HỆ SỐ NGHỊCH TỪ CHO EXCITON TRONG ĐƠN LỚP WSe2

Nguyễn Nhật Quang, Đoàn Phước Thiện, Phan Ngọc Hưng, Lý Duy Nhất, Lê Văn Hoàng

Tóm tắt


Exciton hai chiều trong đơn lớp TMDC (transition-metal dichalcogenides) đặt trong từ trường đều là một bài toán hấp dẫn đối với nghiên cứu thực nghiệm lẫn lí thuyết trong thập kỉ vừa qua do có tính ứng dụng cao trong các thiết bị quang-điện tử. Đặc biệt hệ số nghịch từ của exciton trong đơn lớp TMDC nhận được nhiều sự quan tâm, cụ thể là đơn lớp WSe2 được kẹp bởi boron nitride (h-BN). Tuy nhiên, sự chênh lệch giữa các tính toán lí thuyết và đo đạc thực nghiệm đối với các đại lượng của vật liệu đòi hỏi cần phải có nhiều sự cải tiến về mặt lí thuyết. Trong công trình này, chúng tôi sử dụng phương pháp nhiễu loạn có điều tiết bằng cách kết hợp lí thuyết nhiễu loạn Rayleigh-Schrӧdinger cùng với phép biến đổi Levi-Civita và thêm vào một tham số tự do. Phương pháp này có lợi thế trong việc xác định hệ số nghịch từ exciton ở gần đúng bậc hai. Các kết quả hệ số nghịch từ thu được cho thấy sự phù hợp tốt với các công trình hiện nay.   

 


Từ khóa


hệ số nghịch từ; exciton; phương pháp nhiễu loạn có điều tiết; TMDC

Toàn văn:

PDF

Trích dẫn


Berkelbach, T. C., Hybertsen, M. S., & Reichman, D. R. (2013). Theory of neutral and charged excitons in monolayer transition metal dichalcogenides. Physical Review B 88, Article 045318. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.88.045318

Feranchuk, I., Ivanov, A., Le, V. H., & Ulyanenkov, A. (2015). Non-perturbative Description of Quantum Systems (Vol. 894). Springer International Publishing. https://doi.org/10.1007/978-3-319-13006-4

Hoang, D. N. T. (2016). The FK operator method for two-dimensional sextic double well oscillator. Ho Chi Minh City University of Education Journal of Science, 6(84), 5-11. https://doi.org/10.54607/hcmue.js.0.6(84).1349(2016)

Hoang, D. N. T., Pham, D. L., & Le, V. H. (2013). Exact numerical solutions of the Schrödinger equation for a two-dimensional exciton in a constant magnetic field of arbitrary strength. Physica B: Condensed Matter, 423, 31-37. https://doi.org/10.1016/j.physb.2013.04.040

Keldysh, L. V. (1979). Coulomb interaction in thin semiconductor and semimetal films. JETP Lett., 29(11), p.658.

Kutner, M., Nachtsheim, C., & Li, W. (2005). Chapter 1: Linear Regression with One Predictor Variable, and Chapter 13: Introduction to Nonlinear Regression and Neural Networks. In Applied Linear Statistical Models (5th ed., pp. 1-45, 495-533). McGraw-Hill. https://doi.org/10.1080/00224065.1997.11979760

Levi-Civita, T. (1956). Opere Metematiche. Memorie e Note (Vol. II: 1901-1907). Nicola Zanichelli Editore.

Liu, E., van Baren, J., Taniguchi, T., Watanabe, K., Chang, Y.-C., & Lui, C. H. (2019). Magnetophotoluminescence of exciton Rydberg states in monolayer WSe₂. Physical Review B, 99(20), Article 205420. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.99.205420

Ly, D. N., Huynh, N. T. T., Nguyen, L. H. M, Nguyen, N. Q., Doan, P. T., & Phan, N. H. (2022). Regulated perturbation theory for neutral exciton energy in a uniform magnetic field. Ho Chi Minh City University of Education Journal of Science, 19(3), 399-410. https://doi.org/10.54607/hcmue.js.19.3.3363(2022)

Ly, D. N., Le, D. N., Phan, N. H., & Le, V. H. (2023). Thermal effect on magnetoexciton energy spectra in monolayer transition metal dichalcogenides. Physical Review B, 107, Article 155410. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.107.155410

Stier, A. V., Wilson, N. P., Velizhanin, K.A., Kono, J., Xu, X., & Crooker, S. A. (2018). Magnetooptics of Exciton Rydberg States in a Monolayer Semiconductor. Physical Review Letters, 120, Article 057405. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.120.057405

Thambiratnam, K., Reduan, S. A., Tiu, Z. C., & Ahmad, H. (2020). Chapter 9 - Application of Two-Dimensional Materials in Fiber Laser Systems. In Nano-Optics, Micro and Nano Technologies (pp. 227-264). Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-818392-2.00009-3




DOI: https://doi.org/10.54607/hcmue.js.21.4.3926(2024)

Tình trạng

  • Danh sách trống