图案化电介质上单层半导体中的手性激子学

单层过渡金属二硫族化物在简并谷处具有紧密结合的亮激子，其中电子-空穴库仑交换相互作用将谷赝自旋与激子动量强耦合。当置于周期性结构的电介质衬底上时，库仑相互作用的空间调制导致激子布洛赫态的形成，该态在介观超胞中展现出实空间谷赝自旋织构。我们发现激子布洛赫函数中的这种空间谷织构被锁定在传播方向上，从而能够通过谷选择定则实现定向激子流的纳米光学激发。注入激子流的左右方向性由激发的圆偏振控制，而角度方向性则由激发位置控制，在超胞中展现出涡旋图样。该现象类似于纳米光子结构中的手性光-物质相互作用，其中导行电磁波的角色现在被均匀单层中的谷-轨道耦合激子布洛赫波所取代，这指向了具有非互易功能的新型激子器件。