半导体中的激子(耦合电子-空穴对)可以形成集体态,并表现出独特的非线性特性。在这里,清华大学熊启华、南洋理工大学Andrés Granados del Águila报道了原子薄MoS2半导体中的超快激子流体流动。
本文要点:
1) 作者报道了直接带隙、原子薄的MoS2半导体中短寿命激子集体状态的实验证据。无论晶体缺陷和几何约束如何,其传播类似于经典液体的传播,正如通过MoS2单层的均匀光致发光所表明的那样。激子流体具有超长传输距离(至少60 μm),并且速度约为1.8 × 107 m s−1(约为光速的6%)。
2) 在没有自由电荷和低于临界温度的情况下,集体相出现在临界激光功率以上。该理论模拟表明,动量守恒和激子之间实现了局部平衡;这两个特征都与激子输运的流体动力学相关。
Andrés Granados del Águila et.al Ultrafast exciton fluid flow in an atomically thin MoS2 semiconductor Nature Nanotechnology 2023
DOI: 10.1038/s41565-023-01438-8
https://doi.org/10.1038/s41565-023-01438-8