EXCITON TRONG ĐƠN LỚP PHỐT-PHO ĐEN BẤT ĐẲNG HƯỚNG KHI CÓ MẶT CỦA TỪ TRƯỜNG – TIẾP CẬN ĐẠI SỐ
Tóm tắt
Exciton trong vật liệu bán dẫn đơn lớp đang được quan tâm rộng rãi do các ứng dụng quan trọng trong quang điện tử. Phương pháp đại số tiếp cận vấn đề này đã được phát triển cho exciton trong vật liệu đơn lớp chalcogen đôi kim loại chuyển tiếp với nhiều kết quả quan trọng. Trong công trình này, chúng tôi tiếp tục phát triển cách tiếp cận đại số đó cho exciton trong một loại vật liệu đơn lớp khác, có cấu trúc bất đẳng hướng, là phốt-pho đen. Bài toán này có cấu trúc phức tạp hơn, tuy nhiên chúng tôi đã xây dựng được biểu diễn đại số cho phương trình Schrödinger qua các toán tử sinh hủy lượng tử, sau đó xây dựng bộ hàm sóng cơ sở và thu được biểu thức giải tích cho các yếu tố ma trận với bộ hàm cơ sở này. Kết hợp với tính toán đại số, lí thuyết nhiễu loạn có điều tiết được áp dụng cho bài toán khi có mặt từ trường, cho kết quả phù hợp với tính toán của phương pháp khác mặc dù mới tính đến gần đúng bậc không. Kết quả này là một bước quan trọng, thúc đẩy việc áp dụng phương pháp đại số cho exciton hai chiều bất đẳng hướng ở các bậc cao hơn trong các công trình tiếp theo.
Từ khóa
Toàn văn:
PDFTrích dẫn
Arora A., Magneto-optics of layered two-dimensional semiconductors and heterostructures: Progress and prospects, J. Appl. Phys. 129, 120902 (2021).
Avsar A., Vera-Marun I. J., Tan J. Y., Watanabe K., Taniguchi T., Castro Neto A. H., and Ozyilmaz B., Air-stable transport in graphene-contacted, fully encapsulated ultrathin black phosphorus-based field- effect transistors, ACS Nano 9, 4138 (2015).
Feranchuk I., Ivanov A., Le V. H., and Ulyanenkov A., Non-perturbative Description of Quantum Systems (Vol. 894). Cham: Springer International Publishing, 2015.
Geim A. K. and Grigorieva I. V., Van der Waals heterostructures, Nature (London) 499, 419 (2013)
Hill H. M., Rigosi A. F., Roquelet C., Chernikov A., Berkelbach T. C., Reichman D. R., Hybertsen M. S., Brus L. E., and Heinz T. F., Observation of excitonic Rydberg states in monolayer MoS2 and WS2 by photoluminescence excitation spectroscopy, Nano Lett. 15, 2992 (2015).
Keldysh L. V., Coulomb interaction in thin semiconductor and semimetal films, JETP Lett. 29, 658 (1979).
Kezerashvili R. Ya, Spiridonova A., and Andrew Dublin A., Magnetoexcitons in phosphorene monolayers, bilayers, and van der Waals heterostructures, Phys. Rev. Research 4, 013154 (2022).
Li J., Ma J., Cheng X., Liu Z., Chen Y, and Li D., Anisotropy of excitons in two-dimensional perovskite crystals, ACS Nano 14, 2156 (2020).
Li L., Yu Y., Ye G. J., Ge Q., Ou X., Wu H., Feng D., Chen X. H., and Zhang Y., Black phosphorus field-effect transistors, Nature Nanotech. 9, 372 (2014).
Ly D.-N., Le D.-N., Phan N. H., and Le V.-H., Thermal effect on magnetoexciton energy spectra in monolayer transition metal dichalcogenides, Phys. Rev. B 107, 155410 (2023).
Lý Duy Nhất, và các đồng tác giả, Lý thuyết nhiễu loạn có điều tiết cho năng lượng exciton trung hòa trong từ trường đều, Tạp chí KHOA HỌC ĐHSP TPHCM 19, 399 (2022).
Nguyen P. D.-A., Ly D.-N., Le D.-N., Hoang D. N.-T., and Le V.-H., High-accuracy energy spectra of a two-dimensional exciton screened by reduced dimensionality with the presence of a constant magnetic field, Physica E 113, 152 ( 2019).
Prada E., Alvarez J., Narasimha-Acharya K., Bailen F., and Palacios J., Effective-mass theory for the anisotropic exciton in two-dimensional crystals: Application to phosphorene, Phys. Rev. B 91, 245421 (2015).
Wang G., Chernikov A., Glazov M. M., Heinz T. F., Marie X., Amand T., and Urbaszek B., Colloquium: Excitons in atomi- cally thin transition metal dichalcogenides, Rev. Mod. Phys. 90, 021001 (2018).
Wu S., Anisotropic exciton states and excitonic absorption spectra in a freestanding monolayer black phosphorus, Physica E 141, 115238 (2022).
DOI: https://doi.org/10.54607/hcmue.js.21.7.4210(2024)
Tình trạng
- Danh sách trống