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Probing 2D Exciton Dynamics of Non-Hydrogenic Anisotropic Rydberg Spectra in Anomalous Screening Regime
The Journal of Physical Chemistry C ( IF 3.3 ) Pub Date : 2024-04-04 , DOI: 10.1021/acs.jpcc.4c01023 Harshita Seksaria 1 , Amal Kishore 1 , Abir De Sarkar 1
The Journal of Physical Chemistry C ( IF 3.3 ) Pub Date : 2024-04-04 , DOI: 10.1021/acs.jpcc.4c01023 Harshita Seksaria 1 , Amal Kishore 1 , Abir De Sarkar 1
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Understanding of the excitonic perspective on light-driven energy conversions is limited, particularly in higher excited states of excitons in 2D systems arising from nonlocal screening effects. Besides, the anisotropy in the sequence of excited exciton states (Rydberg Spectra) has been completely overlooked in the literature. This work presents a theoretical investigation of the anisotropic non-hydrogenic exciton dynamics in blue-AsP, systematically exploring the origin of the deviation from the conventional hydrogenic Rydberg series. A key insight from our investigation underscores the profound influence of the principal quantum number on effective dielectric screening when probing the binding energies in the Rydberg spectra of excited excitonic states (ns = 1s,2s,3s,...). This study also offers a much-needed systematic comparison between the non-hydrogenic analytical models, complemented by G0W0 + BSE methodology. Importantly, this highlights the exciting possibility of precisely controlling exciton behavior through strategic substrate selection. Our findings extend the anisotropic Rydberg spectra to the “anomalous screening regime” in both armchair and zigzag directions.
中文翻译：
反常筛选制度下非氢各向异性里德伯谱的二维激子动力学探测
对光驱动能量转换的激子视角的理解是有限的，特别是在二维系统中由非局域屏蔽效应引起的激子的较高激发态。此外，文献中完全忽略了激发激子态序列（里德伯光谱）的各向异性。这项工作对蓝色 AsP 中的各向异性非氢激子动力学进行了理论研究，系统地探索了与传统氢里德伯级数偏差的根源。我们研究的一个重要见解强调了在探测激发激子态的里德堡谱中的结合能（ ns = 1 s、 2 s、 3 s， ...）时，主量子数对有效介电屏蔽的深远影响。这项研究还提供了非氢分析模型之间急需的系统比较，并辅以 G 0 W 0 + BSE 方法。重要的是，这凸显了通过战略基底选择精确控制激子行为的令人兴奋的可能性。我们的研究结果将各向异性里德伯光谱扩展到扶手椅和锯齿形方向上的“异常筛选机制”。
更新日期：2024-04-04
中文翻译：
反常筛选制度下非氢各向异性里德伯谱的二维激子动力学探测
对光驱动能量转换的激子视角的理解是有限的，特别是在二维系统中由非局域屏蔽效应引起的激子的较高激发态。此外，文献中完全忽略了激发激子态序列（里德伯光谱）的各向异性。这项工作对蓝色 AsP 中的各向异性非氢激子动力学进行了理论研究，系统地探索了与传统氢里德伯级数偏差的根源。我们研究的一个重要见解强调了在探测激发激子态的里德堡谱中的结合能（ ns = 1 s、 2 s、 3 s， ...）时，主量子数对有效介电屏蔽的深远影响。这项研究还提供了非氢分析模型之间急需的系统比较，并辅以 G 0 W 0 + BSE 方法。重要的是，这凸显了通过战略基底选择精确控制激子行为的令人兴奋的可能性。我们的研究结果将各向异性里德伯光谱扩展到扶手椅和锯齿形方向上的“异常筛选机制”。
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