通过操控与关联电子的相互作用实现莫尔激子反常增强的扩散性
介观与纳米尺度物理
2024-10-16 v1
摘要
半导体过渡金属硫族化物（TMDCs）莫尔超晶格为操控激子提供了一个令人兴奋的平台。对莫尔势限制激子的原位控制将开启激子器件前所未有的功能，但仍然具有挑战性。同时，作为一种偶极复合玻色子，II型对齐TMDC莫尔超晶格中的层间激子与费米子电荷载流子强烈相互作用。在这里，我们展示了通过调节激子与莫尔势中关联载流子的相互作用来主动操控激子扩散性。在载流子已知形成广义维格纳晶体的分数填充处，我们观察到激子扩散性受到抑制。相反，在载流子动态占据所有莫尔陷阱的费米液体态中，排斥性的载流子-激子相互作用可以有效降低激子所见的莫尔势约束，导致扩散性随载流子密度增加而增强。值得注意的是，在莫特绝缘体态附近，激子扩散性增强了几个数量级，并且由于层间激子更局域化的性质，0度对齐的WS2/WSe2异质双层中的增强比60度对齐的更为显著。我们的研究启发了在TMDC莫尔超晶格中进一步工程化和操控奇异的激子态，以探索迷人的量子现象和新型激子器件。
引用
@article{arxiv.2410.11734,
title = {Anomalously Enhanced Diffusivity of Moir\'e Excitons via Manipulating the Interplay with Correlated Electrons},
author = {Li Yan and Lei Ma and Yuze Meng and Chengxin Xiao and Bo Chen and Qiran Wu and Jingyuan Cui and Qingrui Cao and Rounak Banerjee and Takashi Taniguchi and Kenji Watanabe and Seth Ariel Tongay and Benjamin Hunt and Yong-Tao Cui and Wang Yao and Su-Fei Shi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.11734},
year = {2024}
}