論文の概要: Indirect exciton-phonon dynamics in MoS2 revealed by ultrafast electron
diffraction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.15240v2
- Date: Thu, 28 Dec 2023 01:11:06 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-30 00:07:24.915277
- Title: Indirect exciton-phonon dynamics in MoS2 revealed by ultrafast electron
diffraction
- Title（参考訳）: 超高速電子回折によるMoS2の間接励起子-フォノンダイナミクス
- Authors: Jianbo Hu, Yang Xiang, Beatrice Matilde Ferrari, Emilio Scalise, and
Giovanni Maria Vanacore
- Abstract要約: 遷移金属ジアルコゲナイド層状ナノ結晶は、次世代の光電子・量子デバイス候補として期待されている。
ここでは、超高速電子回折とab initio計算を用いて、MoS2における低エネルギー間接励起子のほぼ共鳴励起後の多体構造ダイナミクスを解明する。
本研究は, 励起光の強い選択性, 励起光の波長依存性の電子遷移の間接励起特性と直接的に関係していることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.782172606425799
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Transition metal dichalcogenides layered nano-crystals are emerging as
promising candidates for next-generation optoelectronic and quantum devices. In
such systems, the interaction between excitonic states and atomic vibrations is
crucial for many fundamental properties, such as carrier mobilities, quantum
coherence loss, and heat dissipation. In particular, to fully exploit their
valley-selective excitations, one has to understand the many-body exciton
physics of zone-edge states. So far, theoretical and experimental studies have
mainly focused on the exciton-phonon dynamics in high-energy direct excitons
involving zone-center phonons. Here, we use ultrafast electron diffraction and
ab initio calculations to investigate the many-body structural dynamics
following nearly-resonant excitation of low-energy indirect excitons in MoS2.
By exploiting the large momentum carried by scattered electrons, we identify
the excitation of in-plane K- and Q-phonon modes with E^' symmetry as key for
the stabilization of indirect excitons generated via near-infrared light at
1.55 eV, and we shed light on the role of phonon anharmonicity and the ensuing
structural evolution of the MoS2 crystal lattice. Our results highlight the
strong selectivity of phononic excitations directly associated with the
specific indirect-exciton nature of the wavelength-dependent electronic
transitions triggered in the system.
- Abstract（参考訳）: 遷移金属ジアルコゲナイド層状ナノ結晶は、次世代の光電子・量子デバイス候補として期待されている。
このような系では、励起状態と原子振動の相互作用はキャリアの運動量、量子コヒーレンス損失、熱散逸など多くの基本的な性質にとって重要である。
特に、谷選択励起を完全に活用するには、ゾーンエッジ状態の多体励起子物理学を理解する必要がある。
これまでの理論的、実験的研究は主にゾーン中心フォノンを含む高エネルギー直接励起子の励起子-フォノンダイナミクスに焦点を当ててきた。
本研究では、超高速電子回折とab initio計算を用いて、mos2中の低エネルギー間接励起子をほぼ共鳴励起した後の多体構造ダイナミクスの研究を行う。
散乱電子によってもたらされる大きな運動量を利用して、E^'対称性の面内K-およびQ-フォノンモードの励起を1.55eVで近赤外光によって生じる間接励起子の安定化の鍵として同定し、フォノン不調和性の役割とその後のMoS2結晶格子の構造進化に光を当てた。
本研究は,システム内で引き起こされる波長依存性電子遷移の特定の間接励起特性に直接関連するフォノニック励起の強い選択性に注目した。
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