利用光电流隧道显微镜成像 Moiré 激发态
介观与纳米尺度物理
2023-06-02 v1 材料科学
强关联电子
摘要
Moiré 超晶格提供了一个高度可调和通用的平台，以探索从相关绝缘体到 Moiré 激子等新型量子相和奇异激发态。扫描隧道显微镜在探测原子尺度上 Moiré 相关基态的微观行为方面发挥了关键作用。然而，Moiré 异质结中量子激发态的原子分辨率成像一直是一项突出的实验挑战。在此，我们通过结合激光激发和扫描隧道光谱 (laser-STM) 开发了一种新型光电流隧道显微镜，以直接可视化扭曲双层 WS2 (t-WS2) 中光激发 Moiré 激子内的电子和空穴分布。我们观察到，在单个 Moiré 单胞内的不同位置，隧道光电流在正负极性之间交替。这种交替的光电流源于 t-WS2 中奇特的平面内电荷转移 (ICT) Moiré 激子，该激子是由电子-空穴库仑相互作用与 Moiré 势能景观之间的竞争而产生的。我们的光电流图与我们对 t-WS2 中激子态的 GW-BSE 计算结果非常吻合。光电流隧道显微镜为在原子尺度上探索光激发非平衡 Moiré 现象创造了新机遇。
引用
@article{arxiv.2306.00859,
title = {Imaging Moir\'e Excited States with Photocurrent Tunneling Microscopy},
author = {Hongyuan Li and Ziyu Xiang and Mit H. Naik and Woochang Kim and Zhenglu Li and Renee Sailus and Rounak Banerjee and Takashi Taniguchi and Kenji Watanabe and Sefaattin Tongay and Alex Zettl and Felipe H. da Jornada and Steven G. Louie1 and Michael F. Crommie and Feng Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.00859},
year = {2023}
}