范德瓦耳斯异质双层中的激子-激子相互作用
介观与纳米尺度物理
2024-08-27 v1 量子气体
摘要
激子-激子相互作用是理解范德瓦耳斯异质双层中非线性和输运现象的关键，后者已成为研究关联电子态的多功能平台。我们基于第一性原理能带结构和库仑相互作用矩阵元，提出了激子多体效应的理论与实验结合研究。我们方法的关键在于显式处理激子的费米子子结构，以及处理密度诱导能量重整化和耗散的动力学屏蔽效应。我们证明偶极蓝移几乎被多体效应完全补偿，主要是通过屏蔽诱导的自能修正。此外，我们确定了在高激子密度下吸引与排斥行为之间的交叉。理论发现得到了原子重构、hBN 封装的 MoSe/WSe 异质双层中谱线窄的层间激子实验研究的支持。理论与实验均显示，即使在靠近莫特转变的高注入密度下，能量重整化尺度也仅为几 meV。我们的结果修正了范德瓦耳斯异质结构中偶极排斥主导激子-激子相互作用的既有图像，并为其外部设计开辟了机会。
引用
@article{arxiv.2310.18328,
title = {Exciton-exciton interactions in van der Waals heterobilayers},
author = {Alexander Steinhoff and Edith Wietek and Matthias Florian and Tommy Schulz and Takashi Taniguchi and Kenji Watanabe and Shen Zhao and Alexander Högele and Frank Jahnke and Alexey Chernikov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.18328},
year = {2024}
}