1。物质中的电子激发在各种物理现象中起关键作用,包括光吸收和运输。这些激发的特征受宿主材料的强烈影响。激子是绑定的电子 - 孔对,在过去十年中出现的低维半导体中表现出出色且异常强的电子 - 孔结合。1当彼此堆叠两个原子薄的半导体时,两层之间的原子比对可以表现出周期性的变化,从而导致一种新型的平面超级晶格,称为Moire Super晶格。Moire ́结构最近引起了极大的关注2-12,其中包括由于Moire的电势,2个Interlayer,5、6和内部电荷电荷转移而引起的空间限制。9此外,Moire的电子特性́晶格可以通过频带比对和层之间的扭曲角度调节,从而使Moire ́结构具有巨大的希望,是在未来十个十年中探测电子和光子量子现象的令人兴奋的平台。12
•2024年春季会议。西雅图,华盛顿州。 氧化物中强电子相互作用和转运的精确计算。 •2024年Paul Drude Institute的Grafox研讨会。 柏林,德国。 构建量子材料的计算工具箱:电子和自旋动力学的精确第一原理计算。 •2023材料科学与工程座谈会。 哥伦比亚大学,纽约。 构建量子材料的计算工具箱:电子和自旋动力学的精确第一原理计算。 •2023第35届电子结构方法最新发展的年度研讨会。 Merced,CA。 从第一原理中的电子 - 波相互作用和自旋动力学的进步。 •2023量子铸造研讨会。 加利福尼亚州圣塔芭芭拉加州大学。 电子和自旋动力学的精确第一原理计算:构建量子材料的工具箱。 •2023 Sanibel研讨会:自旋研讨会。 佛罗里达大学,佛罗里达大学。 理论和第一原理对自旋形成相互作用和自旋松弛的计算。 •2023第二量子在材料科学研讨会中。 nist,美国(虚拟)。 量子材料中电子和自旋动力学的第一原理计算的进步。 •2023年APS 3月会议。 拉斯维加斯,内华达州。 理论和第一原理对自旋形成相互作用和自旋松弛的计算。 •2023 SIAM计算科学与工程会议。 阿姆斯特丹,荷兰。 坎昆,墨西哥。西雅图,华盛顿州。氧化物中强电子相互作用和转运的精确计算。•2024年Paul Drude Institute的Grafox研讨会。柏林,德国。构建量子材料的计算工具箱:电子和自旋动力学的精确第一原理计算。•2023材料科学与工程座谈会。哥伦比亚大学,纽约。构建量子材料的计算工具箱:电子和自旋动力学的精确第一原理计算。•2023第35届电子结构方法最新发展的年度研讨会。Merced,CA。从第一原理中的电子 - 波相互作用和自旋动力学的进步。•2023量子铸造研讨会。加利福尼亚州圣塔芭芭拉加州大学。电子和自旋动力学的精确第一原理计算:构建量子材料的工具箱。•2023 Sanibel研讨会:自旋研讨会。佛罗里达大学,佛罗里达大学。理论和第一原理对自旋形成相互作用和自旋松弛的计算。•2023第二量子在材料科学研讨会中。nist,美国(虚拟)。量子材料中电子和自旋动力学的第一原理计算的进步。•2023年APS 3月会议。拉斯维加斯,内华达州。理论和第一原理对自旋形成相互作用和自旋松弛的计算。•2023 SIAM计算科学与工程会议。阿姆斯特丹,荷兰。坎昆,墨西哥。相互作用的电子,声子和激子的非平衡动力学来自第一原理。•2023第五功能氧化物薄膜会议。第一原理计算复杂氧化物中强电子相互作用。•2022维也纳量子研讨会讲座。维也纳,奥地利。 精确和简约的计算量子物理学:从材料中的电子到量子电路。 •2022第23个亚洲第一原理电子结构计算的研讨会(全体会议)。 虚拟。 第一原理电子 - phonon相互作用的边界:弱到弱的,相关,跨性和数据驱动。 •2022苏黎世ETH苏黎世关于固体缺陷第一原理建模的研讨会。 苏黎世,瑞士。 预测由极性和缺陷控制的电子相互作用和运输。 •2022 ICTP热传输研讨会。 虚拟。 从第一原理计算电子相互作用和动力学方面的进步。 •2022 IPAM关于量子力学模型降低的研讨会。 美国加利福尼亚州洛杉矶。 精确的量子机械计算,对凝分物质中电子相互作用和动力学的计算。 •2022年春季会议。 檀香山HI,美国。 相互作用的电子,声子和激子的非平衡动力学来自第一原理。 •2022 ACS春季会议。 美国加利福尼亚州圣地亚哥。 量子材料中电子动力学的精确第一原理工具。 •2021年量子材料和设备研讨会,哈佛大学。 虚拟。 虚拟。维也纳,奥地利。精确和简约的计算量子物理学:从材料中的电子到量子电路。•2022第23个亚洲第一原理电子结构计算的研讨会(全体会议)。虚拟。第一原理电子 - phonon相互作用的边界:弱到弱的,相关,跨性和数据驱动。•2022苏黎世ETH苏黎世关于固体缺陷第一原理建模的研讨会。苏黎世,瑞士。预测由极性和缺陷控制的电子相互作用和运输。•2022 ICTP热传输研讨会。虚拟。从第一原理计算电子相互作用和动力学方面的进步。•2022 IPAM关于量子力学模型降低的研讨会。美国加利福尼亚州洛杉矶。 精确的量子机械计算,对凝分物质中电子相互作用和动力学的计算。 •2022年春季会议。 檀香山HI,美国。 相互作用的电子,声子和激子的非平衡动力学来自第一原理。 •2022 ACS春季会议。 美国加利福尼亚州圣地亚哥。 量子材料中电子动力学的精确第一原理工具。 •2021年量子材料和设备研讨会,哈佛大学。 虚拟。 虚拟。美国加利福尼亚州洛杉矶。精确的量子机械计算,对凝分物质中电子相互作用和动力学的计算。•2022年春季会议。檀香山HI,美国。相互作用的电子,声子和激子的非平衡动力学来自第一原理。•2022 ACS春季会议。美国加利福尼亚州圣地亚哥。 量子材料中电子动力学的精确第一原理工具。 •2021年量子材料和设备研讨会,哈佛大学。 虚拟。 虚拟。美国加利福尼亚州圣地亚哥。量子材料中电子动力学的精确第一原理工具。•2021年量子材料和设备研讨会,哈佛大学。虚拟。虚拟。量子材料中电子动力学的新型计算工具。•2021夫人春季会议。使用新型原理计算方法中的过渡金属氧化物中的电荷传输。•2021年APS 3月会议。虚拟。第一原理的耦合电子,声子和激子的超快动力学。•2021 Photon Science研讨会,SLAC / Stanford。虚拟。第一原理的耦合电子,声子和激子的超快动力学。•2021年伯克利激动国家会议,加州大学伯克利分校。虚拟。第一原理的耦合电子,声子和激子的超快动力学。
摘要:能够可控地增强或抑制层状二维 (2D) 杂化钙钛矿中不同物种的发光贡献,有利于开发颜色可调的宽带发射器。特别是对于表现出有机阳离子层间敏化三重态发射的 2D 钙钛矿,最终的分子发射曲线通常受相邻发色团之间分子间相互作用的影响。将这些发色团嵌入惰性宿主阳离子是一种新兴的策略,用于控制分子间耦合程度,从而影响孤立单体与多分子状态的形成。在这项工作中,我们展示了含有不同数量的萘发色团与己基铵阳离子混合的 2D 钙钛矿的可调宽带发射。在一系列钙钛矿中,自由或自陷激子和萘三重态单体或准分子的发射有助于从绿色到黄色再到橙色的广泛颜色可调性。这些结果表明,有机阳离子混合可能是一种通用方法,可用于修改二维杂化钙钛矿中的光物理结果。关键词:激子、钙钛矿、层状材料、能量转移、磷光、准分子、三重态敏化、杂化界面■ 简介
了解哈伯德模型对于研究各种多体状态及其费尔米金和玻色子版本至关重要。最近,过渡金属二分元元素杂叶剂已成为模拟Hubbard模型丰富物理学的有前途的平台。在这项工作中,我们使用托有此杂种颗粒密度的WS 2 /WSE 2异核器设备探讨了费米子和玻色子种群之间的相互作用。我们分别通过电子掺杂和电子孔对的光学注射来独立调整费米子和骨气群。这使我们能够形成强烈相互作用的激子,这些激子在光致发光光谱中表现出很大的能量隙。通过观察激子强度的抑制抑制激子的抑制,而不是玻色子的弱相互作用气体的预期行为,这表明爆发剂的预期行为,这表明形成了玻体莫特绝缘子,进一步证实了激子的不可压缩性。我们使用包括相空间填充的两波段模型来解释我们的观察者。我们的系统提供了一种可控的方法,可以在广义的bose-fermi-Hubbard模型中探索量子多体效应。
在层状材料中,例如 MoS 2 等过渡金属二硫属化物 (TMDC),[ 24–27 ] 或其他可剥离材料,如 GaSe,[ 28 ] 激子在室温下主导其光学特性,这证明了它们具有很强的结合能。在磷同素异形体(如 BP)中观察到了激子物种,具有近红外发射。[ 29,30 ] 相反,VP 作为一种替代品出现,具有可见光范围的光致发光 (PL) 发射和更高的热稳定性,[ 17,21 ] 但对其激子效应的研究仍处于起步阶段。在本研究中,我们使用原子力显微镜 (AFM)、拉曼和 PL 光谱在一系列温度和波长范围内研究了 SiO 2 /Si 衬底上剥离的 VP 的光降解、热效应和激子发射。我们的研究结果表明,VP 的降解速度受光的波长和曝光时间的强烈影响。发现在 VP 的带隙之上的光激发会由于与活性氧 (ROS) 的相互作用而导致更快的降解。PL 光谱显示激子数量逐渐下降,表明激子的寿命缩短以及激子的形成和稳定性发生变化,从而影响 VP 的量子效率。功率依赖性 μ -PL 测量表明中性激子和三子的强度线性增加,而它们的峰值能量之间的能量差随着功率的增加而减小,这表明激子能隙发生了变化。温度依赖性 PL 显示出可见的 X 0 和 T 峰,在高温下 X 0 发射的光谱权重更高,这意味着 VP 晶体中 T 发射的热稳定性降低。采用温度依赖性拉曼光谱法,在不同温度下确定了九种拉曼模式的峰位,最高可达
摘要 里德堡激子(凝聚态系统中里德堡原子的类似物)是具有大玻尔半径的高度激发的束缚电子空穴态。它们之间的相互作用以及激子与光的耦合可能导致强光学非线性,可用于传感和量子信息处理。在这里,我们通过里德堡阻塞现象以及在 Cu2O 填充微谐振器中形成极化的激子和光子的杂化实现了强有效光子 - 光子相互作用(类克尔光学非线性)。在脉冲共振激发下,由于光子-激子耦合随着激子密度的增加而减少,极化子共振频率被重新正化。理论分析表明,里德堡阻塞在实验观察到的极化子非线性系数缩放中起着重要作用,因为对于高达 n = 7 的主量子数,∝ n 4.4 ± 1.8。首次在极化子系统中研究如此高的主量子数对于实现高里德堡光学非线性至关重要,这为量子光学应用和固态系统中强关联光子(极化子)态的基础研究铺平了道路。
在技术应用中使用新兴的二维和分层材料需要详细了解它们的化学和物理特性。在这种情况下,从头算理论方法和模拟发挥着重要作用。在这里,我旨在展示如何使用无参数原子模拟来帮助提高对新型二维材料光电特性的微观理解并预测新材料。我将展示基于多体微扰理论 (MBPT) 的从头算 DFT 和后 DFT (GW 和 BSE) 计算如何提供一个非常有用的方案来研究 i) 巨电子带隙重正化 ii) 强光物质相互作用 iii) 强束缚激子的存在,iv) 激子辐射寿命 v) 电子-声子相互作用对电子和光谱的影响,vi) 掺杂和/或分子功能化如何调整它们的光电特性。在石墨烯之后发现的 2D 材料家族中,我将重点关注那些对光电应用特别感兴趣的材料,例如过渡金属二硫属化物 (TMD) 以及 2D/层状卤化物钙钛矿。还将讨论最近提出的 MoSi2X4 家族的激子。图 1:2D 材料的平方模激子波函数
摘要。二维材料可以作为单层板分离。这些严格的原子薄结构使新的拓扑物理学和开放的化学问题有关如何调整床单的结构和特性,同时将床单保持为孤立的单层。之间的相互作用与它们产生的属性之间的相互作用仍然相对忽略,这是由于其作为单层的特性的重点。在这里,我们研究了将二维的多孔纸去除成角质的单层,但在氧化后聚集,从而产生可调的层间电荷转移的吸收并刺激了移位的光致发光。这种光学行为类似于层间激子,由于其长期发射而被深入研究,但仍难以通过合成化学调整。取而代之的是,可以通过控制溶剂,电解质,氧化状态和框架构建块的组成来调制这些框架纸的层间激子。与其他二维材料相比,这些框架纸显示出最大的已知层间结合强度,这归因于纸张中特定组件之间的相互作用。总的来说,这些结果为通过分子合成化学在范德华材料中操纵远程光电行为提供了微观基础。
分子激子在自然和人工光收集、有机电子学和纳米级计算中起着核心作用。分子激子的结构和动力学对每种应用都至关重要,它们敏感地受分子堆积的控制。脱氧核糖核酸 (DNA) 模板化是一种强大的方法,它可以通过亚纳米级定位分子染料来实现受控聚集。然而,需要对染料堆积进行更精细的亚埃级控制,以针对特定应用定制激子特性。在这里,我们表明,将轮烷环添加到用 DNA 模板化的方酸菁染料中,可以促进难以捉摸的倾斜堆积排列,并具有非常理想的光学特性。具体而言,这些方酸菁:轮烷的二聚体表现出具有近乎等强度激子分裂吸收带的吸收光谱。理论分析表明,这些跃迁本质上主要是电子跃迁,并且仅在较窄的堆积角度范围内具有相似的强度。与方酸二聚体相比,方酸:轮烷二聚体还表现出更长的激发态寿命和更少的结构异质性。本文提出的方法可能普遍适用于优化激子材料,以用于从太阳能转换到量子信息科学的各种应用。
摘要:甲基铵三溴化铅 (MAPbBr 3 ) 钙钛矿单晶被证明是出色的直接 X 射线和伽马射线探测器,具有出色的灵敏度和低检测限。尽管如此,对于高剂量电离辐射对这种材料的光物理影响的深入研究仍然缺乏。在这项工作中,我们介绍了关于受控 X 射线辐照对 MAPbBr 3 单晶光电特性影响的研究结果。使用成像 X 射线管在空气中进行辐照,模拟医疗设施中的实际应用。通过表面光电压谱,我们发现 X 射线照射会猝灭材料中的自由激子并引入新的结合激子物质。尽管有这种剧烈的影响,但晶体在黑暗和低湿度条件下储存 1 周后会恢复。通过 X 射线光电子能谱,我们发现新束缚激子物种的起源是溴空位的形成,导致材料介电响应的局部变化。恢复效应归因于大气氧和水对空位的填充。关键词:混合铅卤化物钙钛矿、甲基铵溴化铅、电离辐射、表面光电压谱、X 射线光电子能谱、激子