激子是相關多粒子波函數的實現,特別是由糾纏態的電子和空穴組成。激子廣泛存在于半導體中,是半導體有機和低維量子材料中的主要激發。為了在光電子學和能量轉換過程中有效地利用激子的強光學響應和高可調諧性,獲得糾纏態的完整波函數是至關重要的,但迄今為止還不可行。
格廷根大學Stefan Mathias和G. S. Matthijs Jansen等展示了時間分辨光電發射動量顯微鏡如何用于獲得糾纏波函數并揭示激子的多軌道電子和空穴貢獻。
本文要點:
(1)
對于原型有機半導體巴克敏斯特富勒烯(C60),作者舉例說明了激子層析成像的能力,并實現了對糾纏激子態關鍵特性的前所未有的訪問,包括局域化、電荷轉移特性、超快激子形成和弛豫動力學。
(2)
作者發現檢測到的光電子動能提供了激子的空穴成分的敏感探針,此外,光電子動量圖探索了電子成分的空間性質。
參考文獻:
Bennecke, W., Windischbacher, A., Schmitt, D. et al. Disentangling the multiorbital contributions of excitons by photoemission exciton tomography. Nat Commun 15, 1804 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-024-45973-x
https://doi.org/10.1038/s41467-024-45973-x