Электронно-дырочная жидкость в монослойных гетероструктурах на основе дихалькогенидов переходных металлов

Монослойные пленки дихалькогенидов переходных металлов (в частности, MoS$_2$, MoSe$_2$, WS$_2$ и WSe$_2$) могут считаться идеальной системой для исследования высокотемпературной электронно-дырочной жидкости. Квазидвумерная природа электронов и дырок обеспечивает более сильное взаимодействие по сравнению с объемными полупроводниками. Экранирование кулоновского взаимодействия в монослойных гетероструктурах существенно ослаблено, поскольку определяется диэлектрическими проницаемостями окружения (например, вакуума и подложки), которые значительно меньше, чем у пленок дихалькогенидах переходных металлов. Многодолинная структура энергетического спектра носителей заряда в дихалькогенидах переходных металлов многократно уменьшает кинетическую энергию, что приводит к увеличению равновесной плотности и энергии связи электронно-дырочной жидкости. В работе найдена энергия связи электронно-дырочной жидкости и ее равновесная плотность. Показано, что в расчетах электронно-дырочной жидкости следует пользоваться двумерным кулоновским потенциалом.