在 WSe2/WS2 摩尔超晶格中成像广义维格纳晶体态
介观与纳米尺度物理
2021-06-22 v1 材料科学
强关联电子
摘要
维格纳晶体态由 Eugene Wigner 于 1934 年首次预言，近 90 年来一直令凝聚态物理学家着迷。对二维(2D)电子气的研究最初在高磁场下的电输运测量中揭示了维格纳晶体的特征。近年来，光学光谱为过渡金属硫族化合物(TMDC)摩尔超晶格中的广义维格纳晶体态提供了证据。然而，在实空间中直接观测二维维格纳晶体晶格仍是一项突出的挑战。扫描隧道显微镜(STM)原则上具有足够的空间分辨率来成像维格纳晶体，但传统的 STM 测量可能在测量过程中改变脆弱的维格纳晶体态。在此，我们展示利用一种新型非侵入式 STM 光谱技术对 WSe2/WS2 摩尔异质结构中的二维维格纳晶体进行实空间成像。我们在紧邻 WSe2/WS2 摩尔超晶格处采用石墨烯传感层进行维格纳晶体成像，其中流入石墨烯传感层的局域 STM 隧穿电流受 WSe2/WS2 异质结构中维格纳晶体底层电子晶格的调制。我们的测量直接可视化了在分数电子填充 n = 1/3、1/2 和 2/3 处与维格纳晶体态相关的不同晶格构型，其中 n 为每个格点的电子数。观察到 n=1/3 和 n=2/3 的维格纳晶体分别呈现三角晶格和蜂窝晶格，以最小化最近邻占据。另一方面，n = 1/2 态自发破缺原有的 C3 对称性，并在实空间中形成条纹结构。我们的研究为理解 WSe2/WS2 摩尔异质结构中丰富的维格纳晶体态奠定了坚实基础。
引用
@article{arxiv.2106.10599,
title = {Imaging Generalized Wigner Crystal States in a WSe2/WS2 Moir\'e Superlattice},
author = {Hongyuan Li and Shaowei Li and Emma C. Regan and Danqing Wang and Wenyu Zhao and Salman Kahn and Kentaro Yumigeta and Mark Blei and Takashi Taniguchi and Kenji Watanabe and Sefaattin Tongay and Alex Zettl and Michael F. Crommie and Feng Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.10599},
year = {2021}
}