作者:俞弘毅等 来源:《国家科学评论》 发布时间:2015/7/29 15:25:02
选择字号:
综述:二维半导体材料中的能谷激子

 

    激子能谷赝自旋的光学可操控性。K能谷的激子对应于赝自旋向上,-K能谷的激子对应于赝自旋向下。布洛赫球的赤道则对应赝自旋朝向平面内(两个能谷的等量相干叠加),它可以和线偏振的光子耦合。图中绿色双箭头给出了不同赤道位置对应的光子偏振方向。

近期,单层过渡金属硫族化合物的兴起将传统半导体材料扩充到了新的二维极限。该热门二维半导体材料吸引人之处在于:(1)可见光谱段的直接能隙,这意味着它是光电应用的理想材料;(2)除自旋外,载流子同时还携带着能谷指标,即倒格矢空间不同位置的简并能量极值点,这些内部自由度可用于发展新兴的自旋和能谷电子学器件;(3)二维的限制和载流子较大有效质量导致了该材料中极强的库仑相互作用,比传统半导体材料大一个数量级以上。

在单层过渡金属硫族化合物中,导带能量最小值和价带能量最大值均是位于倒格矢空间第一布里渊区边缘的+K点和它的时间反演-K。因此,低能量的电子和空穴有一个额外的内部自由度:能谷赝自旋,用以区分在+K和-K附近这两种不同状态。过渡金属d轨道的强自旋轨道耦合使得+K和-K的价带有着很强(0.15–0.45 eV)自旋劈裂。时间反演对称性要求该自旋劈裂在K和-K符号相反,导致一个等效的自旋跟能谷赝自旋之间的耦合。有趣的是,不同能谷的带间跃迁可以被不同偏振的光子所激发,比如左旋偏振的光子只能激发+K能谷,而右旋偏振的只能激发-K能谷。该“能谷光学选择定则”使得直接用激光操控能谷赝自旋成为可能。

当价带电子被激光激发到导带之后,电子和空穴之间的库仑吸引使得它们的相对运动处于类氢原子的束缚态,形成一种被称为“激子”的准粒子。激子,以及它吸收一个额外的电子或空穴后形成的“带电激子”,一直是关于此二维半导体材料的最活跃的研究领域之一。因为强库仑束缚效应和能谷简并度的存在,相对于传统半导体材料,二维过渡金属硫族化合物中的激子具有很多新的特性。

《国家科学评论》最近发表的由香港大学俞弘毅、崔晓冬、姚望和华盛顿大学许晓栋等4位作者共同撰写的“二维半导体材料中的能谷激子”综述论文(http://nsr.oxfordjournals.org/content/2/1/57.full),着重分析了与能谷自由度相关的激子新奇性质,并回顾了近期关于二维过渡金属硫族化合物中的激子的实验和理论发现。(来源:科学网)

 
 打印  发E-mail给: 
    
 
以下评论只代表网友个人观点,不代表科学网观点。

2015/8/3 11:08:19 QunsenniaRuleTW
2楼,你看懂了1楼的评论么?
人家1楼说了这篇综述里的东西好还是不好么?人家根本就没管那些成果“好”还是“不好”,而是独具慧眼发现了这些欧美精英根本就在啃老底,根本就不去奋发图强,去努力奋斗,去提出一套先进的理论。
基于1楼这个观点,在下甚至认为,如果中国人的中小学基础教育不那么“势利眼”的话,西方人的理论科学绝对干不过中国人。

说实在话,别人1楼看问题的洞察力比你2楼高的多。
再说一句实在话:2楼你根本不配做科研。
2015/8/2 22:14:00 njsdxx
基于原来体系之中出来的东西就未必不好,科学是需要积累的。
2015/7/31 12:09:12 GreatWealth
这些所谓的成果不过都是在量子力学、能带论、时间反演、强库仑力这几个方面去“套用旧知识”,一点理论独创性都没有。
所以啊,我看这几个香港仔总结的这些“欧美精英滴“成果””,不过就是在“透支”它们欧美国家几百年来,掌控的那点儿“科学老底”而已。
所以这种欧美精英透支自家老底滴行为可谓“既做了对大陆学界有利的事情,又给大陆学界做了一回“反面教材””,从而倒逼大陆学界排除欧美学界滴理论误导,坚持独立自主地推进理论创新,以达到在具有世界级优势的理论科学的带动下,中国的整体科技水平雄踞一方,与西方“并驾齐驱”的远大目标。呵呵!
 
相关新闻 相关论文

图片新闻
银河系最大“气泡”亮相 天上没交警、卫星多,怎样避免出“车祸”
科学家在噬菌体抑菌机制领域取得进展 中科院南海海洋所发现“皇冠”分子
>>更多
 
一周新闻排行 一周新闻评论排行
 
编辑部推荐博文
 
论坛推荐