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莫尔激子与激子-极化激元:综述

介观与纳米尺度物理 2025-10-01 v2 材料科学

摘要

莫尔激子以其长寿命、强偶极相互作用和周期性约束而著称,为实现超越传统半导体系统的相互作用驱动的激子相提供了肥沃的土壤。这些激子形成于扭曲或晶格失配的范德华异质结构中,受到周期性势垒景观的塑造,从而能够实现平带、强相互作用和长寿命局域态的工程化。这为探索强关联相(包括激子绝缘体、超流体和超固体,甚至可能在室温下稳定存在)开辟了道路。当嵌入光学腔时,莫尔激子与光子杂化形成莫尔激子-极化激元,这是一类具有增强光学非线性和新颖拓扑特性的新准粒子。在这篇综述中,我们调查了莫尔激子和极化激元领域的理论基础和实验进展。我们首先介绍二维半导体中莫尔图案的形成机制,并描述它们对激子约束、光学选择规则和自旋-谷物理的影响。然后,我们讨论多体激子相的实现和基于激子的电子关联探测方面的最新进展。最后,我们探索莫尔极化激元的新颖方面,突出其独特的非线性和拓扑特性。通过连接量子光学、纳米光子学和关联电子系统,莫尔激子为量子模拟、光电子应用和多体光子学提供了一个强大的固态平台。

关键词

引用

@article{arxiv.2507.05204,
  title  = {Moir\'e excitons and exciton-polaritons: A review},
  author = {Saúl A. Herrera-González and Hugo A. Lara-García and Giuseppe Pirruccio and David A. Ruiz-Tijerina and Arturo Camacho-Guardian},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2507.05204},
  year   = {2025}
}