单层半导体中电子维格纳晶体的观测

当电子间的库仑排斥主导其动能时，二维系统中的电子被预言会自发破缺连续平移对称性并形成量子晶体。在二维扩展系统中观测这一难以捉摸的物质态（称为维格纳晶体（WC））的努力主要集中于限制在高磁场下单一朗道能级中的电子，但未能提供涌现电荷序的确定性实验特征。在此，我们利用光学光谱证明，密度 $\lesssim 3 \cdot 10^{11}$ cm$^{-2}$ 的 pristine 单层半导体中的电子形成了 WC。共振注入的激子与排布在周期晶格中的电子之间的相互作用改变了激子能带结构，使其呈现出新的 umklapp 共振，标志着电荷序的存在。值得注意的是，相对较高的电子质量与减弱的介电屏蔽相结合，使我们即使在无磁场情况下也能观测到电子 WC 态。由我们的 Hartree-Fock 计算得到的暂定相图解释了直至 $B = 16$ T 所获得的显著实验特征。我们的发现表明，电荷可调的过渡金属硫族化物（TMD）单层使得探究此前未知的多体物理领域成为可能，其中相互作用能主导动能，即便在没有 moire 势或外场的情况下。