Энергетический спектр и оптическое поглощение в квантовой проволоке монослоя дихалькогенидов переходных металлов / Витлина Р.З., Магарилл Л.И., Чаплик А.В.

Теоретически исследуется одночастичный спектр и оптическое поглощение в квантовой проволоке монослоя дихалькогенидов переходных металлов, то есть в прямолинейной полосе ширины L. Рассмотрение основано на минимальной двухзонной модели с гамильтонианом дираковского типа с учётом спинового расщепления, как в валентной зоне, так и в зоне проводимости [1-2]. При решении соответствующего волнового уравнения используется граничное условие на спинорную. волновую функцию, обеспечивающее отсутствие тока, нормального к краям полосы [3-5]. Найдены законы дисперсии подзон размерного квантования. Показано существование состояний, возникающих вблизи краёв полосы. Соответствующие уровни энергии существуют при выполнении условия L > 2 , (– межзонная скорость, - ширина запрещённой зоны) и лежат в запрещенной зоне. С увеличением L эти уровни энергии при нулевом импульсе kx (kx – импульс вдоль полосы) стремятся к точкам внутри щели vc)/2, где c, vпараметры спинового расщепления в зоне проводимости и в валентной зоне в безграничном монослое. Зависимости энергии краевых состояний и состояний подзон от kx найдены в аналитическом виде. Графики этих зависимостей приведены на рисунках для двух значений ширины полосы L1=10 A и L2=100 A. В первом случае расстояние между первой и второй подзонами размерного квантования больше, а во втором меньше спинового расщепления. Параметры материала соответствуют MoS2. Кроме того, исследовано поглощение света круговой поляризации для переходов между подзонами валентной зоны и зоны проводимости, а также для переходов из краевого состояния в подзону зоны проводимости и из подзоны валентной зоны в краевое состояние.