[2019年IEEE欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 单层WS?谷内自旋翻转弛豫动力学

摘要： 二维过渡金属硫族化合物（TMDs）因其独特的电子能带结构和强激子效应而备受关注。这些材料中巨大的自旋轨道耦合效应使价带（VB）和导带（CB）的自旋简并被解除，从而产生A和B两种带间激子跃迁。在单层WS2中，布里渊区K/K'点最低导带与最高价带电子自旋反平行排列，形成能量低于亮激子的谷内暗激子态。本研究采用双色螺旋度分辨泵浦-探测光谱技术，直接观测到单层WS2导带中光激发电子的谷内自旋翻转过程。实验发现该过程在77K温度下以亚皮秒时间尺度发生，且强烈依赖于温度变化，明确表明其属于声子辅助弛豫机制。这些结果阐明了单层WS2的谷内自旋弛豫过程，确定了我们测量到的谷内暗激子形成也发生在亚皮秒时间尺度。研究暗激子形成动力学对设计基于TMDs的电子/光子器件具有重要意义。