扭转双层石墨烯上单层半导体中动态可调的莫尔里德伯激子
介观与纳米尺度物理
2023-03-17 v1 材料科学
摘要
莫尔激子是具有深莫尔超晶格势的二维半导体中涌现的光学激发。尽管这些激发已在多个平台中实现，但具有动态可调莫尔势以定制莫尔激子性质的系统尚待实现。在此，我们在单层 WSe2 中展示了一种连续可调的莫尔势，其由靠近魔角的扭转双层石墨烯（TBG）邻近效应所实现。由于其平电子带，电荷分布高度局域化并在 TBG 中形成三角晶格。通过静电门控调节局域电荷密度，TBG 从而提供空间变化且动态可调的介电超晶格，用于调制单层激子波函数。通过光学反射光谱，我们观察到单层 WSe2 中涌现的莫尔激子里德伯分支，其在掺杂 TBG 时能量分裂增大。扭转角依赖性表明，该现象源于莫尔势促成的亮态与暗态里德伯态之间的杂化。此外，在接近 1.1{\deg} 的魔角处，由于 TBG 中强关联态的形成，莫尔里德伯激子随掺杂形成锯齿状图案。我们的研究为工程化莫尔激子以及光学探测 TBG 中具有小关联能隙的电子态提供了新平台。
引用
@article{arxiv.2303.08980,
title = {Dynamically tunable moir\'e Rydberg excitons in a monolayer semiconductor on twisted bilayer graphene},
author = {Minhao He and Jiaqi Cai and Huiyuan Zheng and Eric Seewald and Takashi Taniguchi and Kenji Watanabe and Jiaqiang Yan and Matthew Yankowitz and Abhay Pasupathy and Wang Yao and Xiaodong Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.08980},
year = {2023}
}