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Meineke, Christian ; Schlosser, Jakob ; Zizlsperger, Martin ; Liebich, Marlene ; Nilforoushan, Niloufar ; Mosina, Kseniia ; Terres, Sophia ; Chernikov, Alexey ; Sofer, Zdenek ; Huber, Markus A. ; Florian, Matthias ; Kira, Mackillo ; Dirnberger, Florian ; Huber, Rupert

Ultrafast Exciton Dynamics in the Atomically Thin van der Waals Magnet CrSBr

Meineke, Christian , Schlosser, Jakob, Zizlsperger, Martin, Liebich, Marlene, Nilforoushan, Niloufar, Mosina, Kseniia, Terres, Sophia, Chernikov, Alexey, Sofer, Zdenek, Huber, Markus A. , Florian, Matthias, Kira, Mackillo, Dirnberger, Florian und Huber, Rupert (2024) Ultrafast Exciton Dynamics in the Atomically Thin van der Waals Magnet CrSBr. Nano Letters 24 (14), S. 4101-4107.

Veröffentlichungsdatum dieses Volltextes: 17 Mai 2024 16:16
Artikel
DOI zum Zitieren dieses Dokuments: 10.5283/epub.58287


Zusammenfassung

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 ...

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.



Beteiligte Einrichtungen


Verknüpfung von Datensätzen

  • [img] Meineke, Christian , Schlosser, Jakob, Zizlsperger, Martin, Liebich, Marlene, Nilforoushan, Niloufar, Mosina, Kseniia, Terres, Sophia, Chernikov, Alexey, Sofer, Zdenek, Huber, Markus A. , Florian, Matthias, Kira, Mackillo, Dirnberger, Florian und Huber, Rupert (2024) Ultrafast Exciton Dynamics in the Atomically Thin van der Waals Magnet CrSBr. Nano Letters 24 (14), S. 4101-4107. [Gegenwärtig angezeigt]

Details

DokumentenartArtikel
Titel eines Journals oder einer ZeitschriftNano Letters
Verlag:American Chemical Society (ACS)
Band:24
Nummer des Zeitschriftenheftes oder des Kapitels:14
Seitenbereich:S. 4101-4107
Datum20 März 2024
InstitutionenPhysik > Institut für Experimentelle und Angewandte Physik
Physik > Institut für Experimentelle und Angewandte Physik > Lehrstuhl Professor Huber > Arbeitsgruppe Rupert Huber
Projekte
Gefördert von: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) (314695032)
Gefördert von: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) (Nicht ausgewählt)
Identifikationsnummer
WertTyp
10.1021/acs.nanolett.3c05010DOI
Stichwörter / Keywordsatomically thin solids, van der Waals magnets, anisotropic excitons, ultrafast dynamics, femtosecond near-field microscopy, terahertz
Dewey-Dezimal-Klassifikation500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
StatusVeröffentlicht
BegutachtetJa, diese Version wurde begutachtet
An der Universität Regensburg entstandenJa
URN der UB Regensburgurn:nbn:de:bvb:355-epub-582871
Dokumenten-ID58287

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