Interlayer exciton formation, relaxation, and transport in TMD van der Waals heterostructures.
Interlayer exciton formation, relaxation, and transport in TMD van der Waals heterostructures.
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TMD 范德华异质结构中的层间激子形成、弛豫和传输
DOI：
10.1038/s41377-021-00500-1
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发表时间：
2021-04-02
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Pan A
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Jiang Y;Chen S;Zheng W;Zheng B;Pan A
基于过渡金属二硫属化物（TMD）的货车范德华（vdW）异质结构通常具有II型能带排列，其促进组分单层之间的层间激子的形成。在TMD vdW异质结构中，层间激子的操纵对于作为电子集成电路的对应物的激子集成电路的发展具有很大的希望，激子集成电路允许光子和激子相互转换，从而在集成电路处桥接光通信和信号处理。因此，已经进行了许多研究，以深入了解层间激子的物理特性，包括揭示它们的超快形成，长的布居复合寿命和有趣的自旋谷动力学。这些优异的性质保证了层间激子具有良好的输运特性，并可能为其在基于TMD vdW异质结构的高效激子器件中的潜在应用铺平道路。目前，对层间激子的形成、弛豫、输运和潜在应用的系统和全面的概述仍然缺乏。本文对TMD vdW异质结构中层间激子的研究进展进行了综述和讨论，以期为该领域的研究者提供有价值的指导。
Van der Waals (vdW) heterostructures based on transition metal dichalcogenides (TMDs) generally possess a type-II band alignment that facilitates the formation of interlayer excitons between constituent monolayers. Manipulation of the interlayer excitons in TMD vdW heterostructures holds great promise for the development of excitonic integrated circuits that serve as the counterpart of electronic integrated circuits, which allows the photons and excitons to transform into each other and thus bridges optical communication and signal processing at the integrated circuit. As a consequence, numerous studies have been carried out to obtain deep insight into the physical properties of interlayer excitons, including revealing their ultrafast formation, long population recombination lifetimes, and intriguing spin-valley dynamics. These outstanding properties ensure interlayer excitons with good transport characteristics, and may pave the way for their potential applications in efficient excitonic devices based on TMD vdW heterostructures. At present, a systematic and comprehensive overview of interlayer exciton formation, relaxation, transport, and potential applications is still lacking. In this review, we give a comprehensive description and discussion of these frontier topics for interlayer excitons in TMD vdW heterostructures to provide valuable guidance for researchers in this field.
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