WS2/MoSe2 范德瓦耳斯异质结构中压力增强的层间激子

原子级范德瓦耳斯（vdW）异质结构因其奇异的物理性质而成为最有趣的量子材料体系之一。这些体系中的层间耦合对实现新颖物理观测和丰富界面功能起着关键作用。然而，关于以定量方式调控层间耦合的研究仍然缺乏。一种有前景的策略是通过高压改变电子结构与层间距来调谐层间耦合，这是调控物理性质的成熟方法。在此，我们在金刚石对顶砧（DAC）中构建了高质量的 WS2/MoSe2 异质结构，并成功通过静水压调谐了层间耦合。我们观察到了单层 MoSe2（ML-MoSe2）、单层 WS2（ML-WS2）及 WS2/MoSe2 异质结构的典型光致发光光谱，且有趣的是，它们的光致发光峰随施加压力以截然不同的方式移动。ML-MoSe2 与 ML-WS2 的层内激子在高压下分别呈现 19.8 meV/GPa 与 9.3 meV/GPa 系数的蓝移，而其层间激子表现出相对较弱的压力依赖性，系数为 3.4 meV/GPa。同时，外部压力有助于驱动更强的层间相互作用，并导致更高的层间/层内激子强度比，表明层间激子行为增强。第一性原理计算揭示了更强的层间相互作用导致 WS2/MoSe2 异质结构在外部压力下层间激子行为增强，并揭示了层间激子的稳健峰。本工作为研究 vdW 异质结构中的层间相互作用提供了有效策略，对各类相似量子系统中的材料与器件设计具有重要意义。