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扭曲 hBN 上 MoS$_2$ 中的受限激子极化子

介观与纳米尺度物理 2026-06-26 v1 材料科学
作者: Garima Gupta , Mayank Chhaperwal , Pankaj Kumar , Pushkar Dasika , Kenji Watanabe , Takashi Taniguchi , Archana Raja , Kausik Majumdar
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摘要

三激子的简单静电图像是多余电荷诱导激子极化并使激子结合更紧(或更松)于其空穴(电子)侧。当这种电荷的自发重排因外场(如电场)施加而不被允许时,三激子形成可被禁止。此处我们通过非单调电场实验检验该假设。我们通过将 AA 堆叠扭曲 hBN(t-hBN)界面的铁电畴印刻至其上的 MoS2 单层来实现此情形。畴壁周围空间变化的面内电场起到双重作用:(a) 在畴壁处限制并极化二维激子,(b) 从畴壁耗尽自由电荷载流子。我们观察到大体量化激子分裂,确认畴壁中强激子限制。受限制势迫使极化激子的电子侧更靠近累积自由电子的畴,这理想情况下应阻止任何三激子形成。与所设假设相反,我们观察到量化带电激子发射特征,其能级间分裂模拟量化激子的能级分裂。此悖论用激子极化子的多体图像解释,其中导带空穴吸引性束缚极化激子与电子费米海。结果提供了明确区分激子极化子与三激子的确定方法。

关键词

激子极化子 MoS2 扭曲 hBN 铁电畴 三激子 量子限制

引用

@article{arxiv.2606.27770,
  title  = {Confined exciton polaron in MoS$_2$ on twisted-hBN},
  author = {Garima Gupta and Mayank Chhaperwal and Pankaj Kumar and Pushkar Dasika and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Archana Raja and Kausik Majumdar},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2606.27770},
  year   = {2026}
}