Ultrafast Exciton Dynamics in the Atomically Thin van der Waals Magnet CrSBr
Identifikátory výsledku
Kód výsledku v IS VaVaI
<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F60461373%3A22310%2F24%3A43929959" target="_blank" >RIV/60461373:22310/24:43929959 - isvavai.cz</a>
Výsledek na webu
<a href="https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.nanolett.3c05010" target="_blank" >https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.nanolett.3c05010</a>
DOI - Digital Object Identifier
<a href="http://dx.doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c05010" target="_blank" >10.1021/acs.nanolett.3c05010</a>
Alternativní jazyky
Jazyk výsledku
angličtina
Název v původním jazyce
Ultrafast Exciton Dynamics in the Atomically Thin van der Waals Magnet CrSBr
Popis výsledku v původním jazyce
Among atomically thin semiconductors, CrSBr stands out as both its bulk and monolayer forms host tightly bound, quasi-one-dimensional excitons in a magnetic environment. Despite its pivotal importance for solid-state research, the exciton lifetime has remained unknown. While terahertz polarization probing can directly trace all excitons, independently of interband selection rules, the corresponding large far-field foci substantially exceed the lateral sample dimensions. Here, we combine terahertz polarization spectroscopy with near-field microscopy to reveal a femtosecond decay of paramagnetic excitons in a monolayer of CrSBr, which is 30 times shorter than the bulk lifetime. We unveil low-energy fingerprints of bound and unbound electron-hole pairs in bulk CrSBr and extract the nonequilibrium dielectric function of the monolayer in a model-free manner. Our results demonstrate the first direct access to the ultrafast dielectric response of quasi-one-dimensional excitons in CrSBr, potentially advancing the development of quantum devices based on ultrathin van der Waals magnets.
Název v anglickém jazyce
Ultrafast Exciton Dynamics in the Atomically Thin van der Waals Magnet CrSBr
Popis výsledku anglicky
Among atomically thin semiconductors, CrSBr stands out as both its bulk and monolayer forms host tightly bound, quasi-one-dimensional excitons in a magnetic environment. Despite its pivotal importance for solid-state research, the exciton lifetime has remained unknown. While terahertz polarization probing can directly trace all excitons, independently of interband selection rules, the corresponding large far-field foci substantially exceed the lateral sample dimensions. Here, we combine terahertz polarization spectroscopy with near-field microscopy to reveal a femtosecond decay of paramagnetic excitons in a monolayer of CrSBr, which is 30 times shorter than the bulk lifetime. We unveil low-energy fingerprints of bound and unbound electron-hole pairs in bulk CrSBr and extract the nonequilibrium dielectric function of the monolayer in a model-free manner. Our results demonstrate the first direct access to the ultrafast dielectric response of quasi-one-dimensional excitons in CrSBr, potentially advancing the development of quantum devices based on ultrathin van der Waals magnets.
Klasifikace
Druh
J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science
CEP obor
—
OECD FORD obor
10402 - Inorganic and nuclear chemistry
Návaznosti výsledku
Projekt
<a href="/cs/project/LL2101" target="_blank" >LL2101: Příští Generace Monoelementárních 2D Materiálů</a><br>
Návaznosti
P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)
Ostatní
Rok uplatnění
2024
Kód důvěrnosti údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Údaje specifické pro druh výsledku
Název periodika
NANO LETTERS
ISSN
1530-6984
e-ISSN
1530-6992
Svazek periodika
24
Číslo periodika v rámci svazku
14
Stát vydavatele periodika
US - Spojené státy americké
Počet stran výsledku
7
Strana od-do
4101-4107
Kód UT WoS článku
001189144100001
EID výsledku v databázi Scopus
2-s2.0-85188430670