三维超扭曲螺旋过渡金属二硫族化物中的平带激子
应用物理
2025-06-30 v1
摘要
范德华扭曲电子学的一个新前沿是三维超扭曲材料的发展，其中每个连续的原子层都旋转相同的角度。虽然二维莫尔系统已被广泛研究，但由三维扭曲电子学产生的独特现象在很大程度上仍未得到探索。在这项工作中，我们报告了在三维超扭曲WS2中发现平带激子，这是通过系统的光致发光实验和电子结构计算揭示的。这些激子保留了二维莫尔过渡金属二硫族化物的关键特征——如层约束、莫尔驱动局域化和强库仑相互作用——同时在三维中提供了可扩展性和增强光学响应的优势。除了类似于二维A激子的PL特征外，我们还观察到了与超扭曲几何结构独特相关的新型直接和间接激子发射。利用结合了螺旋旋转对称性的广义布洛赫能带理论和局域态密度计算，我们揭示了二维和三维平带隙的共存。这些平带激子可作为三维超扭曲半导体电子特性的灵敏探针，并为量子光电子学中的应用开辟了新途径。
引用
@article{arxiv.2506.21978,
title = {Flat band excitons in a three-dimensional supertwisted spiral transition metal dichalcogenide},
author = {Yinan Dong and Yuzhou Zhao and Lennart Klebl and Taketo Handa and Ding Xu and Chiara Trovatello and Chennan He and Dihao Sun and Thomas P. Darlington and Kevin W. C. Kwock and Jakhangirkhodja A. Tulyagankhodjaev and Yusong Bai and Yinming Shao and Matthew Fu and Raquel Queiroz and Milan Delor and P. James Schuck and Xiaoyang Zhu and Tim O. Wehling and Song Jin and Eugene J. Mele and Dmitri N. Basov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.21978},
year = {2025}
}