范德瓦耳斯异质结构中杂化激子的直接可视化
介观与纳米尺度物理
2023-09-25 v1
摘要
范德瓦耳斯异质结构展现出迷人的物理现象，包括囚禁的莫尔激子态、反常莫尔激子输运、广义 Wigner 晶体等。过渡金属硫族化物（TMDs）双层以长寿命、空间分离的层间激子为特征。在强层间隧穿条件下，可形成由层间与层内激子构成的杂化激子态。此时，电子和/或空穴处于两层的叠加态中。尽管对光学、动力学与输运至关重要，杂化激子通常光学非活跃，因此尚未被直接观测到。基于微观且材料特异的理论，我们表明时间分辨角分辨光电子能谱（tr-ARPES）是直接可视化这些杂化激子的理想技术。具体而言，我们预测在 MoS 同质双层中，由杂化空穴产生的特征双峰 ARPES 信号。其相对强度正比于 点处两个杂化价带的量子混合程度。由于强杂化，超过 0.5 eV 的峰分离可在 ARPES 实验中分辨。我们的研究提供了如何直接可视化杂化激子以及如何将其与通常观测到的常规激子特征区分的具体方案。
引用
@article{arxiv.2305.03437,
title = {Direct visualization of hybrid excitons in van der Waals heterostructures},
author = {Giuseppe Meneghini and Marcel Reutzel and Stefan Mathias and Samuel Brem and Ermin Malic},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.03437},
year = {2023}
}