(纯计算)中国科学技术大学武晓君/吕海峰团队Nano Lett.: 强激子效应驱动双层硼烯中超快亮-暗激子弛豫

本文研究了中国科学技术大学武晓君教授和吕海峰副研究员课题组在双层硼烯（BL-α5）中的激子动力学。背景方面，硼烯作为硼的二维同素异形体，具有独特的多中心键合和丰富的多态性，表现出良好的半导体和光学性能。研究目的是探索BL-α5中的激子行为及其非平衡载流子动力学，以评估其光电应用潜力。通过GW+实时Bethe-Salpeter方程结合非绝热分子动力学（GW-rtBSE NAMD）的理论研究，发现BL-α5中存在两种强束缚激子态：Frenkel型亮激子和暗激子。研究结论表明，亮激子在约150 fs内经历超快非辐射弛豫进入暗激子态，随后暗激子通过声子介导的过程在大约14 ps的时间尺度上以非辐射方式复合。库仑相互作用在促进有效激子弛豫路径中起关键作用。这一发现首次从理论上预测了元素二维材料中库仑驱动的亮-暗激子转换，为未来纳米光电和光子应用提供了有前景的候选材料。