14.05.2025 Pre-print Ankündigung: "The role of non-equilibrium populations in dark exciton formation"

In zweidimensionalen Halbleitern kann die Vielteilchenstreuung nach der Anregung heller Exzitonen zur Bildung dunkler Exzitonenzustände niedrigerer Energie führen. Wichtig ist, dass sich die anfängliche Population dieser dunklen Zustände möglicherweise in einem Nichtgleichgewichtszustand befindet und nachfolgende Streuereignisse für die Thermalisierung der Exzitonenverteilung notwendig sind.

In unserem neuen Vorabdruck untersuchen wir experimentell die Nichtgleichgewichts-Exzitonenverteilung in hellen und dunklen Zuständen mittels Femtosekunden-Impulsmikroskopie. In voller Übereinstimmung mit mikroskopischen Modellen quantifizieren wir die Zeitskalen für die Bildung und Thermalisierung dunkler Exzitonen auf 85 fs bzw. 150 fs. Unsere Ergebnisse ermöglichen einen bisher unzugänglichen Einblick in die vollständige Exzitonen-Relaxationskaskade, der für die zukünftige Charakterisierung von Nichtgleichgewichts-Exzitonenphasen und die effiziente Entwicklung optoelektronischer Bauelemente auf Basis zweidimensionaler Materialien von Bedeutung ist.

Vielen Dank an die Teams um Stephan Hofmann (Universität Cambridge), Thomas Weitz (Georg-August-Universität Göttingen), Ermin Malic (Philipps-Universität Marburg) und Stefan Mathias (Georg-August-Universität Göttingen). Besonderer Dank gilt den Hauptakteuren: Paul Werner, Wiebke Bennecke, Jan Philipp Bange und Giuseppe Meneghini.

Publikation:

P. Werner, W. Bennecke, J. P. Bange, G. Meneghini, D. Schmitt, M. Merboldt, A. M. Seiler, A. A. AlMutairi, K. Watanabe, T. Taniguchi, G. S. M. Jansen, J. Liu, D. Steil, S. Hofmann, R. T. Weitz, E. Malic, S. Mathias, M. Reutzel, The role of non-equilibrium populations in dark exciton formation, arXiv:2505.06074 (2025).