自陷态激子的第一性原理计算框架 | 进展

本文介绍了中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心表面物理国家重点实验室SF10组博士生白云飞在王亚娴副研究员、孟胜研究员的指导下，自主发展的一种高效的第一性原理计算框架，用于研究绝缘体和半导体中的自陷态激子。该框架结合了多体Bethe-Salpeter方程与微扰理论，能够获得模式和动量分辨的激子-声子耦合矩阵元，并自洽求解得到局域的自陷态激子波函数和晶格畸变。此外，该方法还能计算自陷态激子的势能面，预测其导致的斯托克斯红移，具有普适性。研究结果以二维磁性半导体铬三卤化物为例，计算了自陷激子态的形成过程和斯托克斯红移，与实验测量的光致发光谱能很好地吻合，为自陷态激子的研究奠定了理论基础。