由电场驱动的空穴转移增强双层WSe2中间层激子的亮度
介观与纳米尺度物理
2026-05-15 v1 光学
摘要
我们观察到在施加电场作用下，双层WSe2中A1s^I、A2s^I和B1s^I间层激子在反射率对比光谱中的表现。令人惊讶的是，这些间层激子尽管与对称匹配的层内激子能量分离，却仍保持良好的光学亮度——在常规两能级耦合模型下，除非假设不切实际的很大耦合强度，否则无法实现。为阐明这一亮度来源，我们进行了密度泛函理论（DFT）计算，发现施加电场会扭曲价带布洛赫态，使得空穴波函数从一个层转移到另一个层。这种电场驱动的间层空穴转移为间层激子赋予层内特性，从而在无需与亮度层内激子混合的情况下增强了其振子强度。仿真确认，这一机制是解释观察到亮度的主要贡献，激子混合仅起次要作用。我们的结果表明，间层空穴转移是一种稳健且普适的机制，可用于增强双层过渡金属硫化物（TMDs）中间层激子的亮度，尤其适用于层内激子与间层激子能量分离的情形。
引用
@article{arxiv.2506.22660,
title = {Brightening interlayer excitons by electric-field-driven hole transfer in bilayer WSe2},
author = {Tianyi Ouyang and Erfu Liu and Soonyoung Cha and Raj Kumar Paudel and Yiyang Sun and Zhaoran Xu and Takashi Taniguchi and Kenji Watanabe and Nathaniel M. Gabor and Yia-Chung Chang and Chun Hung Lui},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.22660},
year = {2026}
}
备注
10 pages, 4 figures