MoSe2/hBN/MoSe2 异质结构中紧束缚层间激子的电学控制与输运

在范德华异质结构中控制层间激子为探索玻色-爱因斯坦凝聚和开发新型光电应用（如激子集成电路）带来了希望。尽管进行了密集的研究，但层间激子的几个关键基本性质，如它们的结合能与电荷的相互作用，仍未被充分理解。在这里，我们报道了在高质量 MoSe2/hBN/MoSe2 异质结构中，电场下动量直接层间激子的形成，其特征是具有高量子产率和小于 4 meV 的窄线宽的明亮光致发光（PL）发射。这些层间激子通过斯塔克效应表现出跨越约 180 meV 的电可调发射能量，在本征区表现出约 81 meV 的可观结合能，以及几毫电子伏特的 trion 结合能。值得注意的是，我们展示了层间激子的长程输运，其特征扩散长度超过十微米，这部分可归因于它们的偶极排斥相互作用。空间和偏振分辨光谱研究揭示了该系统中丰富的激子物理，如谷偏振、局域捕获以及暗层间激子的可能存在。具有窄线宽的紧束缚层间激子的形成与输运，加上电学操控其特性的能力，为探索量子多体物理（包括激子凝聚和超流性）以及开发新型光电器件（如激子和光子路由器）开辟了令人兴奋的新途径。