自旋-谷锁定超晶格中的隔层偶极激子
介观与纳米尺度物理
2023-06-07 v1 材料科学
应用物理
量子物理
摘要
单层半导体过渡金属硫族化合物具有破缺反演对称性和强自旋轨道耦合，这导致了独特的自旋-谷锁定效应。在 2H 堆叠的原始多层结构中，自旋-谷锁定产生电子超晶格结构，其中交替层根据自旋-谷指标分别对应于势垒和量子阱。在此，我们表明该自旋-谷锁定超晶格承载一种新型偶极激子，其电子和空穴组分以隔层构型分离，即位于两个偶数层或两个奇数层中。此类激子通过与层内激子杂化而变为光学亮态，当通过电场将偶极激子调谐经过层内共振时，在光学反射谱中显示出多重反交叉图案。反射谱还揭示了隔层激子的激发态轨道，表明其结合能与层内激子同数量级。随着层厚增加，偶极激子可形成一维 Bose-Hubbard 链，在反射谱中显示出依赖于层数的精细结构。我们的工作揭示了一种具有高度可调偶极激子的独特谷电子学超晶格，可用于探索光-物质相互作用。
引用
@article{arxiv.2212.14140,
title = {Every-other-layer Dipolar Excitons in a Spin-Valley locked Superlattice},
author = {Yinong Zhang and Chengxin Xiao and Dmitry Ovchinnikov and Jiayi Zhu and Xi Wang and Takashi Taniguchi and Kenji Watanabe and Jiaqiang Yan and Wang Yao and Xiaodong Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.14140},
year = {2023}
}