ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ LINH ĐỘNG CỦA ĐIỆN TỬ LÊN TRẠNG THÁI ĐIỆN MÔI EXCITON TRONG CÁC HỢP CHẤT ĐẤT HIẾM CHALCOGENIDE

Nguyễn Thị Hậu; Lê Tiến Hà; Đỗ Thị Hồng Hải

doi:10.34238/tnu-jst.5132

ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ LINH ĐỘNG CỦA ĐIỆN TỬ LÊN TRẠNG THÁI ĐIỆN MÔI EXCITON TRONG CÁC HỢP CHẤT ĐẤT HIẾM CHALCOGENIDE

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 08/10/21 Ngày hoàn thiện: 09/11/21 Ngày đăng: 10/11/21

Các tác giả

1. Nguyễn Thị Hậu, Trường Đại học Mỏ - Địa chất
2. Lê Tiến Hà, Trường Đại học Khoa học – ĐH Thái Nguyên
3. Đỗ Thị Hồng Hải , Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Tóm tắt

Ảnh hưởng của độ linh động điện tử lên trạng thái điện môi exciton trong các hợp chất đất hiếm chalcogenide được chúng tôi khảo sát thông qua mô hình Falicov–Kimball mở rộng. Bằng việc áp dụng gần đúng Hartree-Fock để tính toán giải tích, chúng tôi thu được hệ phương trình tự hợp xác định hàm cảm ứng exciton thông qua các tham số của mô hình. Từ các kết quả đó, chúng tôi đã thiết lập chương trình tính số để khảo sát sự phụ thuộc của hàm cảm ứng exciton tĩnh vào nhiệt độ và áp suất ngoài khi thay đổi tích phân nhảy nút t^f của điện tử f. Các kết quả khẳng định vai trò của mức độ linh động của điện tử f trong việc hình thành trạng thái điện môi exciton trong các hợp chất đất hiếm chalcogenide ở nhiệt độ đủ thấp và áp suất ngoài đủ lớn.

Từ khóa

Mô hình Falicov-Kimball mở rộng; Gần đúng Hartree-Fock; Điện môi exciton; Đất hiếm chalcogenide; Hàm cảm ứng exciton

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] N. F. Mott, “The transition to the metallic state,” Philosophical Magazine, vol. 6, pp. 287-309, 1961.

[2] G. Wang, A. Chernikov, M. M. Glazov, T. F. Heinz, X. Marie, T. Amand, and B. Urbaszek, “Colloquium: Excitons in atomically thin transition metal dichalcogenides,” Reviews of Modern Physics, vol. 90, 2018, Art. no. 021001.

[3] F. Katsch, M. Selig, and A. Knorr, “Exciton-Scattering-Induced Dephasing in Two-Dimensional Semiconductors,” Physical Review Letters, vol. 124, 2020, Art. no. 257402.

[4] H. Yu and W. Yao, “Luminescence anomaly of dipolar valley excitons in homobilayer semiconductor moiré superlattices,” Physical Review X, vol. 11, 2021, Art. no. 021042.

[5] J. C. G. Henriques, N. A. Mortensen, and N. M. R. Peres, “Analytical description of the 1s–exciton linewidth temperature-dependence in transition metal dichalcogenides,” Physical Review B, vol. 103, 2021, Art. no. 235402.

[6] H. Liu, A. Pau, and D. K. Efimkin, “Hybrid dark excitons in monolayer MoS₂,” Physical Review B, vol. 104 , 2021, Art. no. 165411.

[7] M. Förg, L. Colombier, R. K. Patel, J. Lindlau, A. D. Mohite, H. Yamaguchi, D. Hunger, and A. Högele, “Cavity-control of bright and dark interlayer excitons in van der Waals heterostructures,” Nature Communications, vol. 10, 2019, Art. no. 3697.

[8] F. Wang, C. Wang, A. Chaves, C. Song, G. Zhang, A. Huang, Y. Lei, Q. Xing, L. Mu, Y. Xie, and H. Yan, “Prediction of hyperbolic exciton-polaritons in monolayer black phosphorus,” Nature communications, vol. 12, 2021, Art. no. 5628.

[9] K. Ludwiczak, A. K. Dąbrowska, J. Binder, M. Tokarczyk, J. Iwański, B. Kurowska, J. Turczyński, G. Kowalski, R. Bożek, R. Stępniewski, W. Pacuski, and A. Wysmołek, “Heteroepitaxial growth of high optical quality, wafer-scale van der Waals heterostrucutres,” ACS Applied materials and interfaces, vol. 13, no. 40, pp. 47904-47911, 2021.

[10] B. Bucher, P. Steiner, and P. Wachter, “Excitonic insulator phase in TmSe_0.45Te_0.55,” Physical Review Letters, vol. 67, 1991, Art. no. 2717.

[11] P. Wachter, “Exciton condensation in an intermediate valence compound: TmSe_0.45Te_0.55,” Solid State Communications, vol. 118, pp. 645-650, 2001.

[12] D. Ihle, M. Pfafferott, E. Burovski, F. X. Bronold, and H. Fehske, “Bound state formation and nature of the excitonic insulator phase in the extended Falicov-Kimball model,” Physical Review B, vol. 78, 2008, Art. no. 193103.

[13] N. V. Phan, H. Fehske, and K. W. Becker, “Excitonic resonances in the 2D extended Falicov-Kimball model,” Europhysics Letter, vol. 95, 2011, Art. no. 17006.

[14] B. Zenker, D. Ihle, F. X. Bronold, and H. Fehske, “On the existence of the excitonic insulator phase in the extended Falicov-Kimball model: a SO(2)invariant slave-boson approach,” Physical Review B, vol. 81, 2010, Art. no. 115122.

[15] R. Ramirez, L. M. Falicov, and J. C. Kimball, “Metal-insulator transitions: A simple theoretical model,” Physical Review B, vol. 2, 1970, Art. no. 3383.

[16] T. H. H. Do, T. H. Nguyen, and Q. A. Ho, “Temperature effect on the excitonic condensation state in the extended Falicov – Kimball model including electron-phonon interaction,” (in Vietnamese), Journal minitary science and technology, special issue, pp. 204-209, April 2018.

[17] H. H. T. Do and V. N. Phan, “Spectrial properties in the extended Falicov-Kimball model involving the electron-phonon interaction: Excitonic insulator state formation,” (in Vietnamese), DTU Journal of Science and Technology, vol. 6, no. 31, pp. 89-94, 2018.

[18] H. H. T. Do and V. N. Phan, “Phase diagram of excitonic condensation state in the extended Falicov-Kimball model involving the electron-phonon interaction,” (in Vietnamese), DTU Journal of Science and Technology, vol. 6, no. 31, pp. 95-100, 2018.

[19] T. H. H. Do, D. H. Bui, and V. N. Phan, “Phonon effects in the excitonic condensation induced in the extended Falicov-Kimball model,” Europhysics Letters, vol. 119, no. 4, 2017, Art. no. 47003.

[20] T. H. H. Do, H. N. Nguyen, and V. N. Phan, “Thermal Fluctuations in the Phase Structure of the Excitonic Insulator Charge Density Wave State in the Extended Falicov-Kimball Model,” Journal of Electronic Materials, vol. 48, pp. 2677-2684, 2019.

[21] P. Wachter, “Exciton Condensation and Superfluidity in TmSe_0.45Te_0.55,” Advances in Materials Physics and Chemistry, vol. 8, no. 3, pp. 120-142, 2018.

[22] T. H. H. Do and T. H. Nguyen, “Influence of the electronic mobility on the excitonic insulator state in semimetal materials,” (in Vietnamese), Journal minitary science and technology, special issue, pp. 57-62, April 2018.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.5132

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ