可调电荷单层 WSe$_2$中的十谱系杂化激子
介观与纳米尺度物理
2025-11-17 v2
摘要
激子主导着二维（2D）半导体的光学响应。强相互作用产生独特的激子杂化物，为激子和量子多体理论提供了测试平台。本文报道了一种全新观察到的多体激子，当 K 和 Q 两个谷位被填充时便会出现。我们通过可调电荷器件对激子图景进行光学探测，这些器件采用异常薄的介质层，使得掺杂浓度可达数个 cm。我们观察到当 10 个谷位被电场填充时，出现了该热力学稳定的杂化物。通过磁光测量，我们深入了解了其物理机制。我们的结果可由一个模型描述：即光激发电子-空子对与相互作用的可区分费米海数量决定了该杂化物的行为。除了拓宽 2D 半导体激子的谱系外，这种杂化物还可能用于探讨激子模型的极限，并回答关于二维半导体中屏蔽库仑相互作用的开放性问题。
引用
@article{arxiv.2505.08923,
title = {Ten-valley excitonic complexes in charge-tunable monolayer WSe$_2$},
author = {Alain Dijkstra and Amine Ben Mhenni and Dinh Van Tuan and Elif Çetiner and Muriel Schur-Wilkens and Junghwan Kim and Laurin Steiner and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Matteo Barbone and Nathan P. Wilson and Hanan Dery and Jonathan J. Finley},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.08923},
year = {2025}
}
备注
19 pages, 4 figures. Extended Data: 5 figures