用Sommerfeld增强因子和带波动描述激子吸收
摘要：激子材料的一个挑战是准确确定激子结合能和带隙。困难在于离散和连续激子吸收在带边的重叠。许多研究已经在Elliott模型及其几个修改版本上对这些材料的吸收边缘形状进行建模，如非抛物线带、磁势和电子空穴极化子相互作用。然而，根据测量数据得到的激子结合能往往因所选模型而变化很大。在这里，我们提出了一种替代且相当简单的方法，该方法在确定非晶、直接和间接半导体的光学带隙方面以前取得了成功，该方法基于能带涨落模型。在这个模型中，由于无序、温度或晶格振动引起的涨落导致了众所周知的能带尾部态（Urbach尾）的指数分布。这种分析结果得到了只有5个参数的解析方程。采用这个模型获得了GaAs和三卤化铅钙钛矿（MAPbX3，X=Br，I，Cl）系列的光学带隙、线宽和激子结合能在较大范围的温度上的结果与之前的报道是一致的。此外，由于铅钙钛矿的极性性质，可以通过Kane等人提出的模型将得到的结合能与极性材料的理论模型进行比较。在这个模型中，激子被一个通过Frölich相互作用与虚拟声子相互作用的云围绕着。因此，计算了激子极化子系统结合能的上界。巧合的是，这些结果与EBF模型得到的光学常数是一致的。
作者：K. Liz''arraga, P. Llontop, L. A. Enrique-Mor''an, M. Pi~neiro, E. Perez, E. Serquen, A. Tejada, F. Ruske, L. Korte and J. A. Guerra
论文ID：2306.17314
分类：Applied Physics
分类简称：physics.app-ph
提交时间：2023-07-03