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First-passage theory of exciton population loss in single-walled carbon nanotubes reveals micron-scale intrinsic diffusion lengths

机译：单壁碳纳米管中激子种群损失的第一遍理论揭示了微米级本征扩散长度

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摘要

One-dimensional crystals have long range translational invariance which manifests as long exciton diffusion lengths, but such intrinsic properties are often obscured by environmental perturbations. We use a first-passage approach to model single-walled carbon nanotube (SWCNT) exciton dynamics (including exciton-exciton annihilation and end effects) and compare it to results from both continuous-wave and multipulse ultrafast excitation experiments to extract intrinsic SWCNT properties. Excitons in suspended SWCNTs experience macroscopic diffusion lengths, on the order of the SWCNT length (1.3-4.7 μm), in sharp contrast to encapsulated samples. For these pristine samples, our model reveals intrinsic lifetimes (350-750 ps), diffusion constants (130-350 cm~2/s), and absorption cross sections (2.1-3.6 × 10~(-17) cm~2/atom) among the highest previously reported.
机译：一维晶体具有长范围的平移不变性，表现为长的激子扩散长度，但是这种固有特性经常被环境扰动所掩盖。我们使用“首过”方法对单壁碳纳米管（SWCNT）激子动力学（包括激子-激子an灭和最终效应）进行建模，并将其与连续波和多脉冲超快激发实验的结果进行比较，以提取SWCNT的固有特性。与封装样品形成鲜明对比的是，悬浮的SWCNT中的激子经历了宏观扩散长度，约为SWCNT长度（1.3-4.7μm）。对于这些原始样品，我们的模型显示出固有寿命（350-750 ps），扩散常数（130-350 cm〜2 / s）和吸收截面（2.1-3.6×10〜（-17）cm〜2 / atom） ）在先前报告的最高记录中。

著录项

  • 来源
    《Physical review》 |2013年第4期|045420.1-045420.5|共5页
  • 作者

    Mitchell D. Anderson; Yee-fang Xiao; James M. Fraser;

  • 作者单位

    Department of Physics, Engineering Physics & Astronomy, Queen's University, Kingston, Ontario, Canada K7L 3N6;

    Department of Physics, Engineering Physics & Astronomy, Queen's University, Kingston, Ontario, Canada K7L 3N6;

    Department of Physics, Engineering Physics & Astronomy, Queen's University, Kingston, Ontario, Canada K7L 3N6;

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