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Emergent bright excitons with Rashba spin-orbit coupling in atomic monolayers

激子 异质结 范德瓦尔斯力 凝聚态物理 单层 哈密顿量(控制论) 自旋轨道相互作用 物理 拉希巴效应 材料科学 自旋电子学 量子力学 纳米技术 铁磁性 数学优化 数学 分子
作者
Jiayu David Cao,Gaofeng Xu,Benedikt Scharf,K. S. Denisov,Igor Žutić
出处
期刊:Physical review [American Physical Society]
卷期号:109 (8) 被引量:1
标识
DOI:10.1103/physrevb.109.085407
摘要

Optical properties in van der Waals heterostructures based on monolayer transition-metal dichalcogenides (TMDs) are often dominated by excitonic transitions. While intrinsic spin-orbit coupling (SOC) and an isotropic band structure are typically studied in TMDs, in their heterostructures Rashba SOC and trigonal warping (TW), resulting in bands with threefold anisotropy, are also present. By considering a low-energy effective Hamiltonian and Bethe-Salpeter equation, we study the effect of Rashba SOC and TW on the band structure and absorption spectra. Rashba SOC is predicted to lead to emergent excitons, which are identified as an admixture between $1s$ and $2p$ symmetries. In contrast, for experimentally relevant values, TW has only a negligible effect on the absorption spectrum. These findings could guide experimental demonstrations of emergent bright excitons and further studies of the proximity effects in van der Waals heterostructure.
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