单层 WS$_2$ 中的激子-极化子相互作用
介观与纳米尺度物理
2022-10-26 v1 其他凝聚态物理
光学
摘要
准粒子间的相互作用具有根本重要性，并最终决定量子物质的宏观性质。一个著名例子是超导现象，它源于材料中由声子甚至其他更奇异涨落所介导的吸引电子-电子相互作用。在此，我们将可移动激子杂质引入二维电子气，并研究由此产生的 Fermi 极化子准粒子间的相互作用。我们在单层 WS 上采用多维相干光谱，其因 underlying 的三重态精细结构与谷特异光学选择规则而成为确定极化子-极化子相互作用本质的理想平台。在低电子掺杂密度下，我们发现主导相互作用存在于由同一 Fermi 海所修饰的极化子态之间。在不存在束缚极化子对（双极化子）的情况下，我们使用最小微观模型表明这些相互作用源于相空间填充效应，即激子竞争同一批电子。我们进一步揭示了涉及不同谷中激子协同束缚于同一电子、具有惊人大的结合能的双极化子束缚态的存在。我们的工作为探测和理解如 moiré 超晶格等二维层状结构中的强电子关联效应奠定了基础。
引用
@article{arxiv.2206.12007,
title = {Exciton-polaron interactions in monolayer WS$_2$},
author = {Jack B. Muir and Jesper Levinsen and Stuart K. Earl and Mitchell A. Conway and Jared H. Cole and Matthias Wurdack and Rishabh Mishra and David J. Ing and Eliezer Estrecho and Yuerui Lu and Dmitry K. Efimkin and Jonathan O. Tollerud and Elena A. Ostrovskaya and Meera M. Parish and Jeffrey A. Davis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.12007},
year = {2022}
}