Microscopic dynamics of electron hopping in a semiconductor quantum well probed by spin-dependent photon echoes

Kosarev, A.; Poltavtsev, S. V.; Golub, L. E.; Glazov, M. M.; Salewski, M.; Kozyrev, N. V.; Zhukov, E. A.; Yakovlev, D. R.; Karczewski, G.; Chusnutdinow, S.; Wójtowicz, T.; Акимов, И. А.; Bayer, М.

doi:10.1103/physrevb.100.121401

Cited by 11 publications

(6 citation statements)

References 40 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Order By: Relevance

“…Optical four-wave-mixing experiments in semiconductors provide access to coherent dynamics of excitons 10 , 22 – 24 . In photon echo experiments the polarization state of incident photons (circular or linear) allows one to uncover different mechanisms behind the signal formation 25 , 26 . Different levels can be distinguished by the polarization dependence 26 – 28 .…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Exciton–phonon coupling strength in single-layer MoSe2 at room temperature

Trovatello

Conte

et al. 2021

Nat Commun

View full text Add to dashboard Cite

Single-layer transition metal dichalcogenides are at the center of an ever increasing research effort both in terms of fundamental physics and applications. Exciton–phonon coupling plays a key role in determining the (opto)electronic properties of these materials. However, the exciton–phonon coupling strength has not been measured at room temperature. Here, we use two-dimensional micro-spectroscopy to determine exciton–phonon coupling of single-layer MoSe2. We detect beating signals as a function of waiting time induced by the coupling between A excitons and A′1 optical phonons. Analysis of beating maps combined with simulations provides the exciton–phonon coupling. We get a Huang–Rhys factor ~1, larger than in most other inorganic semiconductor nanostructures. Our technique offers a unique tool to measure exciton–phonon coupling also in other heterogeneous semiconducting systems, with a spatial resolution ~260 nm, and provides design-relevant parameters for the development of optoelectronic devices.

show abstract

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Exciton–phonon coupling strength in single-layer MoSe2 at room temperature

Trovatello

Conte

et al. 2021

Nat Commun

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Optical four-wave-mixing experiments in semiconductors provide access to coherent dynamics of excitons [23][24][25]10 . In photon echo experiments the polarization state of incident photons (circular or linear) allows one to uncover different mechanisms behind the signal formation 26,27 . Different level schemes can be distinguished by the polarization dependence [27][28][29] .…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Exciton–phonon coupling strength in single-layer MoSe2 at room temperature

Trovatello

Conte

et al. 2020

Preprint

View full text Add to dashboard Cite

Single-layer transition metal dichalcogenides (1L-TMDs) are at the center of an ever increasing research effort both in terms of fundamental physics and applications. Exciton–phonon coupling (EXPC) plays a key role in determining the photonic and (opto)electronic properties of 1L-TMDs. However, the EXPC strength has not been measured at room temperature. Here, we develop two-dimensional (2D) micro-spectroscopy to determine EXPC of 1L-MoSe2. We detect beating signals as a function of waiting time T, induced by the coupling between the A exciton and the A'1 optical phonon. Analysis of 2D beating maps provides the EXPC with the help of simulations. The Huang–Rhys factor of ~1 is larger than in most other inorganic semiconductor nanostructures. Our technique offers a unique tool to measure EXPC also in other 1L-TMDs and heterogeneous semiconducting systems with a spatial resolution ~260 nm, and will provide design-relevant parameters for the development of novel optoelectronic devices.

show abstract

“…The study of excitons in dual structures deserves additional experimental and theoretical attention. One of the ways of such studies can be time-resolving experiments or methods for observing photon echo (FWM) [20,21] in magnetic fields and for QWs widths where the probability of hybridization causes a possibility of changing the conditions for the unperturbed resonance of the electron states by applying magnetic field.…”

Section: Discussion Of the Experiments And Some Estimates Concerning Ementioning

confidence: 99%

Hybridization of Direct and Indirect Exciton States in Double Quantum Wells CdMgTe/Cd0.95Mn0.05Te/CdMgTe/CdTe/CdMgTe

2020

Nanosist. Nanomater. Nanotehnol.

View full text Add to dashboard Cite

лінії відповідають прямому екситону, локалізованому у квантовій ямі Cd 0,95 Mn 0,05 Te, та непрямому екситону з електроном, локалізованим у ямі CdTe, і важкою діркою, локалізованою у ямі Cd 0,95 Mn 0,05 Te. Енергії екситонних станів було розраховано у варіяційному підході. Виявлені експериментально та чисельними розрахунками відмінності у магнетнопольових залежностях екситонних ліній в околі та віддалеки від їхнього перетинання відповідають перетину енергій найнижчого просторово квантованого стану електрона провідности у ямі CdTe та магнетнопольової залежности найнижчого просторово квантованого електронного рівня у ямі Cd 0,95 Mn 0,05 Te. Экспериментально изучается фотолюминесценция от двойных квантовых ям CdMgTe/Cd 0,95 Mn 0,05 Te/CdMgTe/CdTe/CdMgTe с шириной ямы Cd 0,95 Mn 0,05 Te в 46 мл (15 нм) и с несколькими различными ширинами ям CdTe при температуре около 2 К в магнитном поле до 4,5 Т в области пересечения магнитнополевых зависимостей экситонных линий для пространственно прямых и пространственно косвенных экситонных состояний. Обсуждаемые экситонные линии соответствуют прямому экситону, локализованному в квантовой яме Cd 0,95 Mn 0,05 Te, и косвенному экситону с электроном, локализованным в яме CdTe, и тяжёлой дырке, локализованной в яме Cd 0,95 Mn 0,05 Te. Энергии экситонных состояний рассчитываются в рамках вариационного подхода. Различия между магнитнополевыми зависимостями экситонных линий в области пересечения линий и вдали от этой области обнаруживаются в экспериментах и обнаруживаются в выполненных расчётах. Область пересечения этих экситонных линий соответствует пересечению энергетических позиций самого низкого пространственно-квантованного состояния электрона проводимости в яме CdTe и магнитнополевой зависимости аналогичного электронного состояния в яме Cd 0,95 Mn 0,05. Key words: double quantum well, electron tunnelling, direct and indirect excitons, giant spin splitting of the exciton branches. Ключові слова: подвійні квантові ями, електронне тунелювання, прямі та непрямі екситони, гігантське спінове розщеплення екситонних станів. Ключевые слова: двойные квантовые ямы, электронное туннелирование, прямые и непрямые экситоны, гигантское спиновое расщепление экситонных состояний.

show abstract

Microscopic dynamics of electron hopping in a semiconductor quantum well probed by spin-dependent photon echoes

Cited by 11 publications

References 40 publications

Exciton–phonon coupling strength in single-layer MoSe2 at room temperature

Exciton–phonon coupling strength in single-layer MoSe2 at room temperature

Exciton–phonon coupling strength in single-layer MoSe2 at room temperature

Hybridization of Direct and Indirect Exciton States in Double Quantum Wells CdMgTe/Cd0.95Mn0.05Te/CdMgTe/CdTe/CdMgTe

Contact Info

Product

Resources

About