莫尔超晶格中的光致铁磁性
介观与纳米尺度物理
2022-05-04 v1
摘要
载流子间的多体相互作用是关联物理的核心。调控此类相互作用的能力将开启按需访问并控制复杂电子相图的可能。近来，由二维材料形成的莫尔超晶格已成为量子工程此类现象的有前景平台。莫尔系统的威力在于其物理参数可通过调节层间扭转角、电场、莫尔载流子填充与层间耦合而高度可调。在此，我们报道光学激发可剧烈调控莫尔囚禁载流子间的自旋-自旋相互作用，从而在 WS2/WSe2 莫尔超晶格中于小掺杂区间、升高温度下产生铁磁序。在填充因子 v = -1/3（即每三个莫尔原胞一个空穴）附近，随着激子共振处激发功率增加，反射磁圆二色（RMCD）信号作为磁场函数出现发育良好的滞回回线，此为铁磁性标志。该滞回回线持续至电荷中性，且其形状随莫尔超晶格逐渐被填充而演化，表明磁基态性质变化。所观现象指向一种机制：巡游光生激子介导莫尔囚禁空穴间交换耦合。此激子介导相互作用可比莫尔囚禁空穴间直接耦合更长远，故磁序可在光激发下稀空穴区亦能出现。该发现为莫尔量子物质丰富多体哈密顿量增添了新的动态调控旋钮。
引用
@article{arxiv.2203.07161,
title = {Light-Induced Ferromagnetism in Moir\'e Superlattices},
author = {Xi Wang and Chengxin Xiao and Heonjoon Park and Jiayi Zhu and Chong Wang and Takashi Taniguchi and Kenji Watanabe and Jiaqiang Yan and Di Xiao and Daniel R. Gamelin and Wang Yao and Xiaodong Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.07161},
year = {2022}
}