激子是相关多粒子波函数的实现,特别是由纠缠态的电子和空穴组成。激子广泛存在于半导体中,是半导体有机和低维量子材料中的主要激发。为了在光电子学和能量转换过程中有效地利用激子的强光学响应和高可调谐性,获得纠缠态的完整波函数是至关重要的,但迄今为止还不可行。
格廷根大学Stefan Mathias和G. S. Matthijs Jansen等展示了时间分辨光电发射动量显微镜如何用于获得纠缠波函数并揭示激子的多轨道电子和空穴贡献。
本文要点:
(1)
对于原型有机半导体巴克敏斯特富勒烯(C60),作者举例说明了激子层析成像的能力,并实现了对纠缠激子态关键特性的前所未有的访问,包括局域化、电荷转移特性、超快激子形成和弛豫动力学。
(2)
作者发现检测到的光电子动能提供了激子的空穴成分的敏感探针,此外,光电子动量图探索了电子成分的空间性质。
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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