論文の概要: Observation of ~100% valley-coherent excitons in monolayer MoS2 through
giant enhancement of valley coherence time
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.03359v3
- Date: Tue, 20 Jun 2023 10:05:03 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-22 06:46:06.168696
- Title: Observation of ~100% valley-coherent excitons in monolayer MoS2 through
giant enhancement of valley coherence time
- Title（参考訳）: 谷コヒーレンス時間の巨大増強による単層mos2中の100%谷コヒーレント励起子の観察
- Authors: Garima Gupta, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, and Kausik Majumdar
- Abstract要約: 単層遷移金属ジアルコゲナイド半導体では、高速散乱とバレー交換相互作用の組み合わせによりバレーコヒーレンスが急速に低下する。
ここでは、定常状態のフォトルミネッセンスにおける線形偏光の100%度を観察することにより、完全なバレーコヒーレント励起体を示す。
これは、単層半導体において、励起子が一生を通してバレーコヒーレントであることが発見された最初の報告である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.189955933770711
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: In monolayer transition metal dichalcogenide semiconductors, valley coherence
degrades rapidly due to a combination of fast scattering and inter-valley
exchange interaction. This leads to a sub-picosecond valley coherence time,
making coherent manipulation of exciton a highly challenging task. Using
monolayer MoS2 sandwiched between top and bottom graphene, here we demonstrate
fully valley coherent excitons by observing ~100% degree of linear polarization
in steady state photoluminescence. This is achieved in this unique design
through a combined effect of (a) suppression in exchange interaction due to
enhanced dielectric screening, (b) reduction in exciton lifetime due to a fast
inter-layer transfer to graphene, and (c) operating in the motional narrowing
regime. We disentangle the role of the key parameters affecting valley
coherence by using a combination of calculation (solutions of Bethe-Salpeter
and Maialle-Silva-Sham equations) and a careful choice of design of experiments
using four different stacks with systematic variation of screening and exciton
lifetime. To the best of our knowledge, this is the first report in which the
excitons are found to be valley coherent in the entire lifetime in monolayer
semiconductors, allowing optical readout of valley coherence possible.
- Abstract（参考訳）: 単層遷移金属ジアルコゲナイド半導体では、高速散乱とバレー交換相互作用の組み合わせによりバレーコヒーレンスが急速に低下する。
これはピコ秒以下の谷のコヒーレンス時間をもたらし、エクシトンをコヒーレントに操作することが非常に難しい課題となる。
上面と下面のグラフェンの間に単層MoS2を挟み込み, 定常状態のフォトルミネッセンスにおいて, 線形偏光の約100%を観察し, 完全なバレーコヒーレント励起体を示す。
これは、このユニークな設計において、組み合わせた効果によって達成される。
(a)誘電体スクリーニングの強化による交換相互作用の抑制
(b)グラフェンへの高速層間移動による励起子寿命の低減、及び
(c)動きを狭める体制で活動すること。
計算(bethe-salpeter方程式とmaialle-silva-sham方程式の解法)と4つの異なるスタックを用いた実験の設計を注意深く選択することで,谷のコヒーレンスに影響を与える重要なパラメータの役割を解消する。
我々の知る限りでは、この報告は単層半導体における一生を通じてエキシトンがバレーコヒーレントであることが判明し、バレーコヒーレンスを光学的に読み取ることができる最初の報告である。
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