Долинная ориентация электронов и экситонов в атомарно-тонких дихалькогенидах переходных металлов (Миниобзор)

В данной обзоре изложены основные аспекты физических явлений, связанных с оптической ориентацией спиновых и долинных степеней свободы в монослоях дихалькогенидов переходных металлов и ван-дер-ваальсовых гетероструктурах на их основе. Особенности зонной структуры и спин-орбитального взаимодействия в таких системах приводят к тому, что оптические переходы под действием циркулярно поляризованного света происходят в разных долинах $\mathbf{K}_+$ и $\mathbf{K}_-$ зоны Бриллюэна, поэтому оптическая ориентация носителей заряда и экситонов сопровождается их долинной поляризацией. Изложены основные особенности зонной структуры монослоев дихалькогенидов переходных металлов и описаны экситонные эффекты, приведены результаты теоретических исследований долинной ориентации экситонов и электронов при однофотонном поглощении. Исследован линейно-циркулярный дихроизм и долинная ориентация свободных носителей заряда и экситонов при многофотонном поглощении. Обсуждаются эффекты, связанные с тригональной симметрией монослоев, включая инверсию долинной поляризации при двухфотонных переходах и генерацию второй гармоники. Рассмотренные теоретические модели проиллюстрированы экспериментальными данными.