石墨烯异质结构中莫尔激子的时空动力学
光学
2025-09-16 v1 材料科学
量子物理
摘要
过渡金属硫化物 (TMDs) 的异质结构因其强光-物质相互作用以及滞留激子的形成，为光电子学提供了独特的机会。引入层间的扭转角或晶格错位会创建周期性莫尔势垒，显著重塑能势谱，并引入与对齐双层结构中不存在的高度维度复杂性。近期的实验进展使我们能够直接观察和控制此类莫尔图案系统中的滞留激子，但仍缺乏能够同时捕捉其热化和时空动力学的微观理论框架。本文通过发展一个预测性、材料特异的多体模型来解决这一挑战，该模型完整地考虑莫尔势垒以及复杂的非抛物线激子能带结构，追踪激子在时间、空间和动量上的动力学。我们惊讶地发现，平坦带通常会陷阱激子，但显著增强激子的传播。这种反直觉的行为源于平坦带结构导致的激子松弛瓶颈效应，以及热占据动力学产生的热激子。我们的工作不仅揭示了增强传播背后的微观机制，也通过扭转角工程实现了激子传输的控制。这些见解为下一代基于莫尔的光电子和量子技术奠定了基础。
引用
@article{arxiv.2509.11812,
title = {Spatiotemporal dynamics of moir\'e excitons in van der Waals heterostructures},
author = {Giuseppe Meneghini and Samuel Brem and Ermin Malic},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.11812},
year = {2025}
}