論文の概要: Linear exciton Hall and Nernst effects in monolayer two-dimensional semiconductors

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.24153v1
• Date: Tue, 30 Dec 2025 11:36:01 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-01 23:27:28.367389
• Title: Linear exciton Hall and Nernst effects in monolayer two-dimensional semiconductors
• Title（参考訳）: 単層2次元半導体における線形励起子ホールとネルンスト効果
• Authors: Weilong Guo, Lianguo Li, Qingjun Tong, Ci Li,
• Abstract要約: 単層2次元(2D)半導体における線形励起子ホールとナーンスト効果の研究を行った。 本研究は, 2次元材料の特異対称性がベリー曲率を伴わずとも, 重要な線形励起子ホール(Nernst)効果を誘導できることを明らかにする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.3040813423501514
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: This paper focuses on the study of linear exciton Hall and Nernst effects in monolayer two-dimensional (2D) semiconductors, employing the semi-classical transport theory. By deriving the exciton Berry curvature in momentum space for a general inhomogeneous 2D system, we establish its dependence on the Berry curvature and the effective mass of electron and hole. As illustrative examples, the exciton Hall effect in monolayer transition metal dichalcogenides (TMDs) and black phosphorus (BP) are calculated. For these materials, we demonstrate that a linear Hall (Nernst) exciton current with the non-zero Berry curvature is strictly forbidden by the symmetries. This finding aligns with earlier experimental observations on the exciton Hall effect in MoSe$_2$. In contrast, a strong anisotropy in BP leads to a net linear Hall current of excitons, exhibiting a relatively large value and resembling an anomalous Hall effect rather than a valley Hall effect. Our work reveals that the specific symmetry of 2D materials can induce a significant linear exciton Hall (Nernst) effect even without Berry curvature, which is normally forbidden with non-zero Berry curvature in the monolayer 2D material. This observation holds promise for future optoelectronic applications and offers exciting possibilities for experimental exploration.
• Abstract（参考訳）: 本稿では, 半古典輸送理論を用いて, 単層2次元(2次元)半導体における線形励起子ホールとネルンスト効果の研究に着目する。 一般不均一な2次元系の運動量空間におけるエキシトンベリー曲率を導出することにより、ベリー曲率と電子とホールの有効質量への依存性を確立する。 例として, 単層遷移金属ジアルコゲナイド (TMD) および黒リン (BP) におけるエキシトンホール効果を計算した。 これらの材料に対して、非零ベリー曲率の線形ホール(Nernst)エキシトン電流は対称性によって厳密に禁止されていることを示す。 この発見は、MoSe$_2$におけるエキシトンホール効果に関する以前の実験結果と一致している。 対照的にBPの強い異方性は、励起子の線形ホール電流につながり、比較的大きな値を示し、バレーホール効果よりも異常ホール効果に類似している。 本研究は, 単層2次元材料において, 非零のベリー曲率で禁止されるベリー曲率を伴わずとも, 2次元材料の特異対称性が有意な線形エクシトンホール(Nernst)効果を誘導できることを明らかにする。 この観測は将来の光電子応用を約束し、実験的探索にエキサイティングな可能性をもたらす。

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