二维半导体异质三层中激子晶体的证据
介观与纳米尺度物理
2024-01-08 v3 强关联电子
摘要
二维 (2D) 过渡金属硫族化合物 (TMDC) 及其 moiré 界面已被证明可实现关联电子态，包括 Mott 绝缘体以及与 moiré 超晶格公度的电子/空穴晶体。在此，我们给出有序玻色子——WSe2/MoSe2/WSe2 三层中层间激子晶体的光谱学证据，其中相较于异质双层增强的库仑相互作用被预言会导致激子有序。虽然异质双层中的偶极层间激子可由周期性 moiré 势阱有序化，但其相互排斥导致在激子密度 n_ex 大于 10^11 cm^-2 时脱阱，形成可移动激子气体并进一步形成电子-空穴等离子体，二者均伴随光致发光 (PL) 峰的展宽和迁移率的显著增加。相比之下，三层中的有序层间激子特征为可忽略的迁移率以及更尖锐的 PL 峰，并持续至 n_ex 约 10^12 cm^-2。我们给出了所预言的四极激子晶体及其随 n_ex 增大或通过外加电场向偶极激子转变的证据。这些有序层间激子可作为探索量子相变和量子相干现象的模型。
引用
@article{arxiv.2207.09601,
title = {Evidence for Exciton Crystals in a 2D Semiconductor Heterotrilayer},
author = {Yusong Bai and Yiliu Li and Song Liu and Yinjie Guo and Jordan Pack and Jue Wang and Cory R. Dean and James Hone and X. -Y. Zhu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.09601},
year = {2024}
}
备注
19 pages, 4 figures, SI