Propagation dynamics of exciton-electron complexes in atomically-thin semiconductors

原子薄半导体中激子-电子复合物的传播动力学

基本信息

项目摘要

Atomically-thin layers of semiconducting transition metal dichalcogenides emerged as an excellent platform to study interacting electronic many-particle states. A particularly interesting scenario, relevant from both fundamental physics and applications perspectives, it the simultaneous presence of bound electron-hole complexes, known as excitons, and free charge carriers. The properties of these composite Bose-Fermi mixtures are a topic of intense research in these systems due to their strong impact on the optical response. However, while the physics of the resulting trion and Fermi polaron complexes are well understood in the static limit, little is known about the propagation dynamics of these states, with respect to both linear and non-linear phenomena. Moreover, recently demonstrated emergence of Wigner phases of electrons in monolayer semiconductors at experimentally accessible conditions opens up studies of a very unusual and intriguing scenario involving excitons moving through an electron crystal. This motivates the main aim of this proposal to develop a microscopic understanding of the many-particle processes determining propagation dynamics of exciton-electron complexes in atomically-thin semiconductors. The focus lies on understanding non-linear phenomena associated with the exciton-carrier mixtures as well as the impact of correlated electronic Wigner states on the exciton transport. We will combine advanced microscopic many-particle methods with transient microscopy of gate-tunable samples to monitor the behavior of excitonic complexes in the presence of free charges in time, energy, and space. Ultimately, this should allow us to address the influence of electronic correlations on the physics of exciton complexes, reaching beyond proximity screening effects into the realm of exciton dynamics and transport. We envision to offer a comprehensive picture for non-linear phenomena of mobile exciton-electron quasiparticles with pathways towards external tunability and control.
半导体过渡金属二硫属化物的原子薄层成为研究相互作用的电子多粒子态的绝佳平台。从基础物理和应用角度来看,一个特别有趣的场景是同时存在束缚电子空穴复合物(称为激子)和自由电荷载流子。这些复合玻色-费米混合物的特性由于其对光学响应的​​强烈影响而成为这些系统中深入研究的主题。然而,虽然在静态极限下所产生的三重子和费米极化子复合物的物理性质已被很好地理解,但对于这些状态的传播动力学(无论是线性还是非线性现象)却知之甚少。此外,最近证明在实验条件下单层半导体中电子维格纳相的出现开启了对激子穿过电子晶体移动的非常不寻常且有趣的场景的研究。这激发了该提案的主要目标是对决定原子薄半导体中激子-电子复合物的传播动力学的多粒子过程进行微观理解。重点在于理解与激子-载流子混合物相关的非线性现象以及相关电子维格纳态对激子输运的影响。我们将先进的显微多粒子方法与门可调样品的瞬态显微镜相结合,以监测自由电荷在时间、能量和空间上存在时激子配合物的行为。最终,这应该使我们能够解决电子相关性对激子复合物物理的影响,超越邻近屏蔽效应进入激子动力学和输运领域。我们设想为移动激子-电子准粒子的非线性现象提供全面的图像,并提供外部可调谐和控制的途径。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Professor Dr. Alexey Chernikov其他文献

Professor Dr. Alexey Chernikov的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Professor Dr. Alexey Chernikov', 18)}}的其他基金

Study and control of electronic many-body states in two-dimensional materials
二维材料中电子多体态的研究与控制
  • 批准号:
    287022282
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Independent Junior Research Groups
Quantum gases in moiré-ordered and reconstructed heterostructures: effective dimensionalities, hybrid states, and interactions
莫尔有序和重构异质结构中的量子气体:有效维度、混合态和相互作用
  • 批准号:
    443405595
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Priority Programmes
Many-body interactions in two-dimensional halide perovskites: exciton-electron complexes & electron-phonon coupling
二维卤化物钙钛矿中的多体相互作用:激子-电子复合物
  • 批准号:
    424709454
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Priority Programmes

相似国自然基金

发展基因编码的荧光探针揭示趋化因子CXCL10的时空动态及其调控机制
  • 批准号:
    32371150
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
β-arrestin2- MFN2-Mitochondrial Dynamics轴调控星形胶质细胞功能对抑郁症进程的影响及机制研究
  • 批准号:
    n/a
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
钱江潮汐影响下越江盾构开挖面动态泥膜形成机理及压力控制技术研究
  • 批准号:
    LY21E080004
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
磁性薄膜和磁性纳米结构中的自旋动力学研究
  • 批准号:
    11174131
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
星系结构基本单元星团的研究
  • 批准号:
    11043006
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
星系恒星与气体的动力学演化
  • 批准号:
    11073025
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    30.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
在我们的门前发掘化石——利用中国即将开展的巡天来研究银河系的演化
  • 批准号:
    11043005
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
物体运动对流场扰动的数学模型研究
  • 批准号:
    51072241
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
弦场论及Tachyon动力学
  • 批准号:
    10705008
  • 批准年份:
    2007
  • 资助金额:
    15.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
微分遍历理论和廖山涛的一些方法的应用
  • 批准号:
    10671006
  • 批准年份:
    2006
  • 资助金额:
    21.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

CAREER: Nonlinear Dynamics of Exciton-Polarons in Two-Dimensional Metal Halides Probed by Quantum-Optical Methods
职业:通过量子光学方法探测二维金属卤化物中激子极化子的非线性动力学
  • 批准号:
    2338663
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Unraveling exciton dynamics for valleytronics applications with Time-resolved ARPES
利用时间分辨 ARPES 揭示谷电子学应用的激子动力学
  • 批准号:
    24K00561
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Probing exciton dynamics with time resolved x-ray spectroscopy
利用时间分辨 X 射线光谱探测激子动力学
  • 批准号:
    2892743
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Elucidating a complete picture of exciton dynamics in operating quantum-dot light-emitting diodes
阐明量子点发光二极管运行中激子动力学的完整图景
  • 批准号:
    EP/Y02771X/1
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Fellowship
Exciton dynamics in monolayer materials revealed by direct observation of dark exciton states
通过直接观察暗激子态揭示单层材料中的激子动力学
  • 批准号:
    22K20354
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
Collaborative Research: Elements: GPU-accelerated First-Principles Simulation of Exciton Dynamics in Complex Systems
合作研究:要素:复杂系统中激子动力学的 GPU 加速第一性原理模拟
  • 批准号:
    2209858
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
Linear and nonlinear exciton dynamics with time-dependent density-functional theory
具有瞬态密度泛函理论的线性和非线性激子动力学
  • 批准号:
    2149082
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative Research: Elements: GPU-accelerated First-Principles Simulation of Exciton Dynamics in Complex Systems
合作研究:要素:复杂系统中激子动力学的 GPU 加速第一性原理模拟
  • 批准号:
    2209857
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
Spin, Exciton and Chemical Dynamics in Crystalline Solids
晶体固体中的自旋、激子和化学动力学
  • 批准号:
    2154210
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Many-Body Perturbation Formalism and Computational Prediction of Exciton Dynamics in Low-Dimensional Quantum Moiré Materials
低维量子莫尔材料中激子动力学的多体摄动形式主义和计算预测
  • 批准号:
    568202-2022
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Postgraduate Scholarships - Doctoral
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了