Слои полупроводников толщиной в несколько атомов важны для применений в наноэлектронике [7]. Их оптоэлектронные свойства в значительной мере определяются поведением экситонов — связанных систем электронов и дырок. Но экситоны электрически нейтральны, поэтому ими сложно управлять с помощью электрического поля. Недавно начал развиваться метод управления движением экситонов путем создания в веществе механически деформированных областей. Обычно изменение энергии экситонов при деформации приводит к тому, что они перемещаются из областей с низкой механической напряжённостью в области с большой напряжённостью. R. Rosati (Марбургский университет, Германия) и соавторы исследовали экситоны в монослоях WS
2 и WSe
2 путём наблюдения фотолюминесценции с пространственным и временным разрешением [8]. Неожиданно оказалось, что наблюдаемые в WS
2 и WSe
2 экситоны движутся в противоположном направлении, по сравнению с ожидаемым, причём их скорость достигала рекордной величины 1 мкм за 0,8 нс. Авторы выполнили детальное теоретическое исследование и пришли к выводу, что это связано с наличием в монослоях противоположного потока «тёмных экситонов», которые напрямую не наблюдаются, но влияют на свойства светлых экситонов. Взаимодействие светлых экситонов с тёмными приводит к сдвигу их энергии в механически напряжённом полупроводнике в обратном направлении, что изменяет направление движения. Контрольный эксперимент с MoSe
2 подтверждает данное объяснение: в MoSe
2 светлые экситоны движутся в «правильную» сторону, т.к. уровни тёмных экситонов в MoSe
2 расположены выше уровней светлых и взаимодействие слабое.
[7] Ратников П В, Силин А П
УФН 188 1249 (2018);
Phys. Usp. 61 1139 (2018)
[8] Rosati R et al.
Nature Comm. 12 7221 (2021)
