WSe$_2$ 多层中层内激子的里德伯系列

第六族半导体过渡金属二硫属化物以其显著的激子效应以及从多层到单层时由间接带隙到直接带隙的转变为人们所熟知。尽管大量研究已经阐明了单层中激子的里德伯系列，但对其在多层中的性质的理解仍不完整。在这些结构中，尽管存在间接带隙，动量直接激子在很大程度上决定了光学响应。在本工作中，我们结合磁反射实验和基于 $\mathbf{k\cdot p}$ 方法的理论建模，研究了WSe$_2$ 双层、三层和四层中激子共振的起源。对于所有研究的厚度，我们在反射光谱中观察到一系列激子共振，其基态的振幅与单层中 $1s$ 激子的基态振幅相当。更高能态表现出强度随能量增加而降低，符合里德伯系列激发态的行为，尽管在三层和四层中缺少了抗磁位移的显著增加。通过将实验观测与理论预测进行比较，我们发现三层中观察到的激子共振源于两个里德伯系列，四层则表现出四个这样的系列，而双层仅包含一个里德伯系列，与单层类似。