单层二硫化钨中强驱动激子的 Floquet 工程
材料科学
2023-03-01 v1
摘要
量子材料与强激光场的相互作用可诱导出奇异的非平衡电子态。单层过渡金属硫族化物作为一类具有显著量子限制的新型直接带隙半导体，为夸粒子电子-空穴态（即激子）的 Floquet 工程提供了绝佳机遇。强场驱动有望实现对电子能带结构的增强调控，从而开辟激子光-物质相互作用的新领域。然而，强驱动激子的实验实现迄今仍难以企及。在此，我们利用低于光学带隙的中红外激光脉冲激发单层二硫化钨至 0.3 V/nm 的场强，并展示了激子超过百毫电子伏特的强场光修饰。我们的高灵敏度瞬态吸收光谱进一步揭示了在 1s 激子共振下方形成的虚拟吸收特征，其归属于来自暗 2p 激子态的光修饰边带。量子力学模拟证实了实验结果，并使我们能够重现激子动力学的实空间影像。本研究推进了对强场 regime 下激子动力学的理解，并展示了在二维材料器件应用中利用超快强场现象的可能性。
引用
@article{arxiv.2211.00139,
title = {Floquet engineering of strongly-driven excitons in monolayer tungsten disulfide},
author = {Yuki Kobayashi and Christian Heide and Amalya C. Johnson and Fang Liu and David A. Reis and Tony F. Heinz and Shambhu Ghimire},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.00139},
year = {2023}
}