• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

铜氧化物 Cu2O 中的巨里德堡激子。

Giant Rydberg excitons in the copper oxide Cu2O.

机构信息

Experimentelle Physik 2, Technische Universität Dortmund, D-44221 Dortmund, Germany.

Institut für Physik, Universität Rostock, D-18051 Rostock, Germany.

出版信息

Nature. 2014 Oct 16;514(7522):343-7. doi: 10.1038/nature13832.

DOI:10.1038/nature13832
PMID:25318523
Abstract

A highly excited atom having an electron that has moved into a level with large principal quantum number is a hydrogen-like object, termed a Rydberg atom. The giant size of Rydberg atoms leads to huge interaction effects. Monitoring these interactions has provided insights into atomic and molecular physics on the single-quantum level. Excitons--the fundamental optical excitations in semiconductors, consisting of an electron and a positively charged hole--are the condensed-matter analogues of hydrogen. Highly excited excitons with extensions similar to those of Rydberg atoms are of interest because they can be placed and moved in a crystal with high precision using microscopic energy potential landscapes. The interaction of such Rydberg excitons may allow the formation of ordered exciton phases or the sensing of elementary excitations in their surroundings on a quantum level. Here we demonstrate the existence of Rydberg excitons in the copper oxide Cu2O, with principal quantum numbers as large as n = 25. These states have giant wavefunction extensions (that is, the average distance between the electron and the hole) of more than two micrometres, compared to about a nanometre for the ground state. The strong dipole-dipole interaction between such excitons is indicated by a blockade effect in which the presence of one exciton prevents the excitation of another in its vicinity.

摘要

一个高度激发的原子,其中一个电子已经跃迁到具有较大主量子数的能级,就是类氢原子,称为里德伯原子。里德伯原子的巨大尺寸导致了巨大的相互作用效应。监测这些相互作用为原子和分子物理在单量子水平上提供了深入的了解。激子——半导体中基本的光激发,由一个电子和一个带正电荷的空穴组成——是氢的凝聚态类似物。具有类似于里德伯原子的扩展的高度激发激子很有趣,因为它们可以使用微观能量势景观以高精度放置和移动在晶体中。这种里德伯激子的相互作用可能允许形成有序激子相或在量子水平上感测其周围的基本激发。在这里,我们证明了在氧化铜 Cu2O 中存在里德伯激子,其主量子数高达 n = 25。这些状态具有巨大的波函数扩展(即,电子和空穴之间的平均距离),超过 2 微米,而基态约为 1 纳米。这种激子之间的强偶极子-偶极子相互作用表现为阻塞效应,其中一个激子的存在阻止了其附近另一个激子的激发。

相似文献

1
Giant Rydberg excitons in the copper oxide Cu2O.铜氧化物 Cu2O 中的巨里德堡激子。
Nature. 2014 Oct 16;514(7522):343-7. doi: 10.1038/nature13832.
2
Nonlinear Rydberg exciton-polaritons in CuO microcavities.CuO微腔中的非线性里德堡激子极化激元。
Light Sci Appl. 2024 Feb 6;13(1):47. doi: 10.1038/s41377-024-01382-9.
3
Rydberg exciton-polaritons in a CuO microcavity.氧化铜微腔中的里德堡激子极化激元。
Nat Mater. 2022 Jul;21(7):767-772. doi: 10.1038/s41563-022-01230-4. Epub 2022 Apr 14.
4
Stark Effects of Rydberg Excitons in a Monolayer WSe P-N Junction.单层WSe P-N结中里德堡激子的斯塔克效应
Nano Lett. 2024 Apr 12. doi: 10.1021/acs.nanolett.4c00134.
5
Asymmetric Rydberg blockade of giant excitons in Cuprous Oxide.氧化亚铜中巨型激子的非对称里德堡阻塞
Nat Commun. 2021 Jun 11;12(1):3556. doi: 10.1038/s41467-021-23852-z.
6
Giant Valley-Polarized Rydberg Excitons in Monolayer WSe Revealed by Magneto-photocurrent Spectroscopy.通过磁光电流光谱揭示单层WSe中的巨谷极化里德堡激子
Nano Lett. 2020 Oct 14;20(10):7635-7641. doi: 10.1021/acs.nanolett.0c03167. Epub 2020 Sep 14.
7
Observation of Rydberg exciton polaritons and their condensate in a perovskite cavity.在钙钛矿腔中对里德堡激子极化激元和它们的凝聚态的观测。
Proc Natl Acad Sci U S A. 2019 Oct 8;116(41):20274-20279. doi: 10.1073/pnas.1909948116. Epub 2019 Sep 23.
8
Highly-excited Rydberg excitons in synthetic thin-film cuprous oxide.合成薄膜氧化亚铜中的高激发里德堡激子。
Sci Rep. 2023 Oct 6;13(1):16881. doi: 10.1038/s41598-023-41465-y.
9
Giant optical nonlinearities from Rydberg excitons in semiconductor microcavities.半导体微腔中的里德堡激子产生的巨大光学非线性。
Nat Commun. 2018 Apr 3;9(1):1309. doi: 10.1038/s41467-018-03742-7.
10
Large scale purification in semiconductors using Rydberg excitons.利用里德堡激子在半导体中进行大规模纯化。
Nat Commun. 2023 Dec 12;14(1):8235. doi: 10.1038/s41467-023-43812-z.

引用本文的文献

1
All-optical permittivity-asymmetric quasi-bound states in the continuum.全光介电常数非对称连续域中的准束缚态。
Light Sci Appl. 2025 May 7;14(1):185. doi: 10.1038/s41377-025-01843-9.
2
Ultrafast Dynamics of Rydberg Excitons and Their Optically Induced Charged Complexes in Encapsulated WSe Monolayers.封装的WSe单分子层中里德堡激子及其光诱导带电复合物的超快动力学
Nano Lett. 2025 May 14;25(19):7673-7681. doi: 10.1021/acs.nanolett.4c06428. Epub 2025 Apr 30.
3
Ultrafast energizing the parity-forbidden dark exciton in black phosphorus.

本文引用的文献

1
Coupling a single electron to a Bose-Einstein condensate.将单个电子与玻色-爱因斯坦凝聚体耦合。
Nature. 2013 Oct 31;502(7473):664-7. doi: 10.1038/nature12592.
2
Observation of ultralong-range Rydberg molecules.超远程里德伯分子的观测
Nature. 2009 Apr 23;458(7241):1005-8. doi: 10.1038/nature07945.
3
The production of molecular positronium.分子正电子素的产生。
超快激发黑磷中宇称禁阻的暗激子
Nat Commun. 2025 Apr 29;16(1):3992. doi: 10.1038/s41467-025-58930-z.
4
Site-Selective Excitation of Ti Ions in Rutile TiO via Anisotropic Intra-Atomic 3d → 3d Transition.通过各向异性原子内3d→3d跃迁对金红石TiO₂中Ti离子进行位点选择性激发。
JACS Au. 2024 Jan 17;4(2):491-501. doi: 10.1021/jacsau.3c00600. eCollection 2024 Feb 26.
5
Nonlinear Rydberg exciton-polaritons in CuO microcavities.CuO微腔中的非线性里德堡激子极化激元。
Light Sci Appl. 2024 Feb 6;13(1):47. doi: 10.1038/s41377-024-01382-9.
6
Large scale purification in semiconductors using Rydberg excitons.利用里德堡激子在半导体中进行大规模纯化。
Nat Commun. 2023 Dec 12;14(1):8235. doi: 10.1038/s41467-023-43812-z.
7
Reversible optical data storage below the diffraction limit.低于衍射极限的可逆光学数据存储
Nat Nanotechnol. 2024 Feb;19(2):202-207. doi: 10.1038/s41565-023-01542-9. Epub 2023 Dec 4.
8
Highly-excited Rydberg excitons in synthetic thin-film cuprous oxide.合成薄膜氧化亚铜中的高激发里德堡激子。
Sci Rep. 2023 Oct 6;13(1):16881. doi: 10.1038/s41598-023-41465-y.
9
Luminescence Properties of Epitaxial CuO Thin Films Electrodeposited on Metallic Substrates and CuO Single Crystals.电沉积在金属衬底和氧化铜单晶上的外延氧化铜薄膜的发光特性
Materials (Basel). 2023 Jun 13;16(12):4349. doi: 10.3390/ma16124349.
10
Is Cu P a Semiconductor, a Metal, or a Semimetal?铜磷是半导体、金属还是半金属?
Chem Mater. 2023 Jan 25;35(3):1259-1272. doi: 10.1021/acs.chemmater.2c03283. eCollection 2023 Feb 14.
Nature. 2007 Sep 13;449(7159):195-7. doi: 10.1038/nature06094.
4
Macrodimers: ultralong range Rydberg molecules.大尺寸二聚体:超长程里德堡分子。
Phys Rev Lett. 2002 Apr 1;88(13):133004. doi: 10.1103/PhysRevLett.88.133004. Epub 2002 Mar 19.