堆叠二维异质双层中的偶极多体复合物及其相互作用

由范德华堆叠的二维材料创建的高度可定制界面为工程设计和有效控制材料特性提供了极其灵活的机遇。过渡金属二硫属化物（TMDs）作为二维半导体材料家族中的明星，其原子级薄的特性和强大的可扩展性允许利用各种环境刺激来调节其固有的光学和电学特性。在这种材料系统中，结构中具有空间分离的堆叠机制使得最近能够观察到具有多粒子相互作用的偶极多体复合物，从而产生一些奇特而新颖的激子现象，并使得更深入地研究高度关联的量子物理成为可能。长寿命层间激子之间强大的偶极-偶极相互作用可能导致系统进入具有多粒子关联的独特经典和量子相，例如偶极液体、偶极晶体和超流体。基于TMD的异质双层中层间激子的强结合能尤其增强了这些奇特现象的临界温度。在此，我们简要总结了TMD双层中偶极复合物和多体效应的近期前沿研究进展，涵盖了基础理论和特性调控。我们揭示了该研究领域的重要性和当前面临的挑战，并通过增加外部控制或集成的新层次，提出了异质双层在量子物理和量子器件中的潜在发展方向。