Interaction enhanced inter-site hoppings for holons and interlayer exciton insulators in moiré correlated insulators
该研究针对过渡金属二硫化物莫尔范德华结构中的关联绝缘体，理论分析了holon与层间激子绝缘体的最近邻格点跃迁，发现库仑相互作用可显著增强其跃迁强度，并得到了层间激子绝缘体的有效玻尔半径与基态-第一激发态能裂。
2025-08-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Keldysh field theory of dynamical exciton condensation transitions in nonequilibrium electron-hole bilayers
本文利用Keldysh场论研究偏置电子-空穴双层中由层间隧穿驱动的非平衡激子凝聚，发现大偏压下p波隧穿会减小有效带隙并提高有效温度，并探讨了对InAs/GaSb量子阱及过渡金属二硫族化合物双层的实验启示。
2024-07-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Interlayer exciton condensates between second Landau level orbitals in double bilayer graphene
Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Harvard University（哈佛大学）；National Institute for Material Science（国立材料研究所）
研究双层石墨烯在量子霍尔效应下第二朗德能级间层激发子凝聚体的形成机制及特性。
2026-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Effect of exciton-phonon coupling on the interlayer excitons in transition metal dichalcogenides double layers
利用Lee-Low-Pines么正变换方法，研究了过渡金属二硫属化合物双层中激子-光学声子耦合引起的层间激子结合能的修正。我们发现，结合能的变化在几十毫电子伏，取决于材料的极化率和双层之间的层间距离。结合能的修正使基于Berezinskiii-Kosterlitz-Schwarzless模型的稀激子气体凝聚的临界温度显著提高。这些结果不仅丰富了对层间激子调制的认识，而且对二维异质结中的玻色-爱因斯坦凝聚和层间激子的超流输运也有潜在的意义.
2018-05-22 cond-mat.mes-hall
Giant Valley-Zeeman Splitting from Spin-Singlet and Spin-Triplet Interlayer Excitons in WSe2/MoSe2 Heterostructure
过渡金属二硫属化合物（TMDC）异质结具有II型排列，具有独特的层间激子，其可能具有自旋三重态和自旋单重态。然而，相关的光谱特征仍然难以捉摸，强烈阻碍了层间激子的莫尔电位调制的理解。在这项工作中，我们明确地确定自旋单重态和自旋三重态层间激子的WSe 2/MoSe 2异质双层与60度的扭曲角通过门和磁场相关的光致发光光谱。单重态和三重态层间激子在K谷和K'谷之间都表现出巨大的谷-塞曼分裂，这是单重态层间激子和三重态层间激子的大的Lande g因子的结果，其实验测定分别为~ 10.7和~ 15.2，与理论预期很好地一致。单重态和三重态层间激子的PL显示相反的螺旋度，由原子注册表确定。螺旋分辨光致发光谱（PLE）研究表明，在共振激发下，层间激子的单重态和三重态都是高度谷极化的，且在~ 20 K时，单重态层间激子的谷极化趋于一致.具有巨大谷塞曼分裂的高度谷极化的单重态和三重态层间激子激发了自旋电子学和谷电子学的未来应用。
2019-12-26 cond-mat.mes-hall
Pressure-enhanced interlayer exciton in WS2/MoSe2 van der Waals heterostructure
原子级的vdW异质结构由于其奇异的物理性质而成为最受关注的量子材料体系之一。这些体系中的层间耦合对实现新的物理观测和丰富界面功能起着至关重要的作用。然而，目前还缺乏对层间耦合调节的定量研究。通过高压来改变层间电子结构和层间距是一种很有前景的调控层间耦合的策略，这是一种公认的调控物理性质的方法。在这里，我们构建了一个高品质的WS 2/MoSe 2异质结DAC，并成功地调整层间耦合通过静水压力。观察到了单层MoSe_2（ML-MoSe_2）、单层WS_2（ML-WS_2）和WS_2/MoSe_2异质结构的典型光致发光谱，有趣的是，它们的光致发光谱峰随外加压力的移动方式完全不同。ML-MoSe 2和ML-WS 2的层内激子在高压下发生蓝移，蓝移系数分别为19.8 meV/GPa和9.3 meV/GPa，而层间激子的压力依赖性较弱，蓝移系数为3.4 meV/GPa。同时，外压有助于驱动更强的层间相互作用，导致更高的层间/层内激子强度比，表明增强的层间激子行为。第一性原理计算揭示了WS 2/MoSe 2异质结构中较强的层间相互作用导致了外压下层间激子行为的增强，并揭示了层间激子的鲁棒峰。这一工作为研究vdW异质结构中的层间相互作用提供了一种有效的方法，对于类似量子系统的材料和器件设计具有重要意义。
2021-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Control of interlayer excitons in two-dimensional van der Waals heterostructures
基于过渡金属二硫属化物的范德华异质结构中具有独特自旋谷物理特性的长寿命层间激子使其在下一代器件的信息处理中具有前景。虽然已经广泛研究了不同类型的异质堆叠中的层间激子的发射特性，但是仍然缺乏改变谷态或调谐发射能量和强度所需的这些激子的操纵。在这里，我们证明了这种控制层间激子MoSe 2/WSe 2异质结构。我们的堆叠与h-BN的封装确保超净界面，使我们能够解决四个单独的窄层间发射峰。我们观察到两个主要的层间过渡与相反的螺旋圆偏振激发下，保存或反转入射光的偏振。我们进一步证明了控制的波长，强度和极化激子发射的电场和磁场。这种操纵层间激子及其极化的能力可以为新型激子和谷电子器件应用铺平道路。
2018-03-16 cond-mat.mes-hall
Biaxial strain tuning of interlayer excitons in bilayer MoS2
我们展示了双轴MoS 2薄片的激子特征对双轴应变是非常敏感的。我们发现A激子和B激子的规范因子的下限分别为（-41 +-2）meV/%和（-45 +-2）meV/%，这比单层MoS 2的规范因子的下限要大.有趣的是，层间激子特征也在双轴应变时发生位移，但其规范因子系统地大于A激子的规范因子（-48 +-4）meV/%。我们将层间激子的这种较大的规范因子归因于泊松效应（双轴应变时层间距离变化）引起的应变可调范德华相互作用。
2020-06-11 cond-mat.mes-hall
Interlayer Exciton Optoelectronics in a 2D Heterostructure p-n Junction
半导体异质结构是基于固态的光电子器件的主干。范德华异质结组装技术的最新进展使得半导体异质结的能带工程能够用于原子级薄的光电子器件。在具有II型能带排列的二维异质结构中，层间激子，其中库仑束缚的电子和空穴被限制在相对的层中，已经显示出用于新型激子器件的有希望的性质，包括大的结合能，微米尺度的面内漂移扩散，以及长的布居和谷极化寿命。在这里，我们展示了层间激子光电子学的基础上静电定义的横向pn结在MoSe 2-WSe 2异质双层。施加正向偏压使得能够首次观察到来自层间激子的电致发光。在零偏压下，pn结作为一个高灵敏度的光电探测器，其中的波长相关的光电流测量允许直接观察层间激子的共振光激发。与层内激子的共振激发相比，从层间激子得到的光电流幅度小约200倍。这意味着层间激子振子强度比层内激子小两个数量级，这是由于电子和空穴到相对层的空间分离。这些结果为在未来的二维异质结构光电子器件中利用层间激子奠定了基础。
2017-01-03 cond-mat.mes-hall
Interlayer exciton dynamics in van der Waals heterostructures
激子结合能高达数百meV，在光频范围内有很强的光吸收，这使得过渡金属二硫属化物（TMD）有望成为新型光电纳米器件。特别是，原子级薄的TMD可以堆叠成异质结构，从而能够设计具有定制特性的新材料。强库仑相互作用产生层间激子，其中电子和空穴在不同层中空间分离。在这项工作中，我们揭示了这些根本上有趣的和技术相关的层间激子态的形成，热化和衰变背后的微观过程。特别地，我们提出了示例性的MoSe $_2$ -WSe $_2$异质结构的层间激子结合能和波函数以及它们的时间和能量分辨动力学。最后，我们预测了层间激子对这些材料的光致发光的主要贡献。
2018-04-23 cond-mat.mes-hall
Resolving spin, valley, and moiré quasi-angular momentum of interlayer excitons in WSe2/WS2 heterostructures
莫尔超晶格提供了一种强有力的方法来设计二维范德华异质结构中电子和激子的性质。莫尔效应对于层间激子可能特别强，其中电子和空穴驻留在不同的层中并且可以单独寻址。特别是，最近提出，莫尔超晶格势不仅将层间激子态定位在不同的超晶格位置，而且还拥有一个新兴的莫尔准角动量（QAM），周期性地切换不同莫尔位置的层间激子的光学选择规则。在这里，我们报告的观察多个层间激子状态共存的WSe 2/WS 2莫尔超晶格和明确地确定他们的自旋，谷，莫尔QAM通过新的共振光泵浦探测光谱和光致发光激发光谱。我们证明了由于空间变化的莫尔QAM，位于不同莫尔位置的层间激子可以表现出相反的光学选择规则。我们的观察揭示了新的机会，工程师层间激子状态和谷物理与莫尔超晶格的光电和谷电子应用。
2019-02-15 cond-mat.mes-hall
Microscopic origin of anomalous interlayer exciton transport in van der Waals heterostructures
范德华异质结构成了一个平台，研究有趣的多体量子现象。特别是，过渡金属二硫属化物（TMD）异质双层主机长寿命的层间激子，表现出永久的面外偶极矩。在这里，我们开发了一个层间激子-激子相互作用的微观理论，包括层间激子的偶极性质以及它们的费米子结构，这引起了一个有吸引力的费米子交换。我们发现，这些相互作用有助于漂移力导致在高密度的MoSe $_2$-WSe $_2$异质结中的高度非线性激子传播。我们表明，传播可以通过改变TMD层之间的hBN间隔的数量或通过调整介电环境进行调谐。特别是，虽然违反直觉，我们发现，层间激子在独立的样品中传播慢于hBN封装的TMD中的激子-由于增强的净库仑漂移与更强的环境屏蔽。总的来说，我们的工作有助于更好地微观理解层间激子输运在技术上有前途的原子薄半导体。
2022-07-08 cond-mat.mes-hall
Interlayer exciton dynamics in a dichalcogenide monolayer heterostructure
在由不同的过渡金属二硫属化物单层组成的异质结构中，可以发生交错的能带对准，导致光学产生的电子-空穴对快速电荷分离成相对的单层。这些空间上分离的电子-空穴对是库仑耦合的并且形成层间激子。在这里，我们研究了这些层间激子的异质结构组成的MoSe $_2$和WSe $_2$单层使用光致发光光谱。我们观察到一个非平凡的层间激子的线宽和峰值能量的温度依赖性，包括一个异常强大的初始红移的过渡与温度，以及显着的蓝移的发射能量随着激发功率的增加。通过结合这些观察与时间分辨的光致发光测量，我们能够解释所观察到的行为作为层间激子扩散和偶极，排斥激子-激子相互作用的组合。
2017-03-01 cond-mat.mes-hall
Electrical control of interlayer exciton dynamics in atomically thin heterostructures
半导体中的激子，即受激电子和空穴的束缚对，可以形成新类别的量子光电子器件的基础。由原子级薄的半导体过渡金属二硫属化物（TMD）构建的范德华异质结构使得能够在不同层中由电子和空穴形成激子，从而产生具有大结合能和长寿命的层间激子。利用单层TMD的异质结构，我们实现了长寿命中性和带电层间激子的光和电产生。我们证明了中性层间激子在整个样品中的传输，可以通过激发功率和栅电极来控制。利用欧姆接触器件实现了带电层间激子的漂移运动。激子的电产生和控制为实现玻色子复合粒子的完全电调谐量子操纵提供了一条新的途径。
2018-12-20 cond-mat.mes-hall
Evidence for Three-component Interlayer Coherent Exciton Condensation
Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所凝聚态物理国家实验室）；School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理科学学院）；Department of Physics, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学物理系）；Institute of Microelectronics, Chinese Academy of Science（中国科学院微电子研究所）；Research Center for Functional Materials, National Institute for Materials Science（国立材料研究所功能材料研究中心）；International Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science（国立材料研究所国际纳米结构材料中心）；New Cornerstone Science Laboratory, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所新基石科学实验室）
本研究在三层石墨烯系统中观测到三分层层间相干激子凝聚，利用WSe₂的里德堡激子探针证实三对层均存在激子凝聚通道，为探索高阶量子霍尔序提供了可编程合成维度。
2026-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Laterally Extended States of Interlayer Excitons in Reconstructed MoSe$_2$/WSe$_2$ Heterostructures
本研究结合实空间计算与低温光致发光实验，揭示重构 MoSe$_2$/WSe$_2$ 异质结构中的层间激子可横向扩展至莫尔周期之外，而非主要局域化。
2024-11-29 cond-mat.mes-hall
Robust Interlayer Exciton Interplay in Twisted van der Waals Heterotrilayer on a Broadband Bragg Reflector up to Room Temperature
Technische Universität Berlin（柏林工业大学）；Arizona State University（亚利桑那州立大学）；National Institute for Materials Science（物质材料研究机构）
通过精确堆叠和扭角控制，在宽带布拉格反射器上实现室温下稳定的异三层层间激子，展示出显著的激子特性及光致发光增强。
2026-02-03 cond-mat.mes-hall
Interlayer Exciton Laser with Extended Spatial Coherence in an Atomically-Thin Heterostructure
二维半导体由于其强的激子-光子相互作用和工程和集成的灵活性而成为纳米光子学的一类新材料。利用这些特性，我们设计了一种基于偶极层间激子的高效激光介质，在旋转排列的原子薄异质结构中。激光测量从过渡金属二硫族化物异质双层集成在氮化硅光栅谐振器。在整个激光阈值的发射的空间相干性的急剧增加被观察到。这项工作建立了层间激子在二维异质结构作为硅兼容的相干介质。这些层间激子具有电可调的光-物质相互作用强度和长程偶极相互作用，有望在低功率、超快激光和调制器以及丰富的多体量子现象方面得到应用。
2019-01-03 cond-mat.mes-hall
Interlayer excitons in double-layer transition metal dichalcogenides quantum dots
本研究利用含库仑相互作用的低能有效哈密顿量与精确对角化等方法，分析双层过渡金属二硫化物量子点的层间激子特性，揭示磁场、层间距、材料等的影响及双激子作用规律，为激子调控和光学器件应用提供依据。
2024-08-14 cond-mat.mes-hall
Plasmonic photonic crystal mirror for long-lived interlayer exciton generation
二维过渡金属双硫族化合物的范德华异质结构中的层间激子最近成为量子多体效应、长程相互作用和光谷电子学应用的一个迷人的平台。这种现象和应用的实际实施需要进一步开发层间激子的长寿命特性。虽然材料的发展已经成功地提高了非辐射寿命，但层间激子的面外偏振性质使得用常规光子镜提高辐射寿命具有挑战性。在这里，我们提出并系统地分析了等离子体光子晶体（PPhC）镜，可以增加两个数量级的层间激子的辐射寿命。基于真空场跃迁，PPhC镜在其领土上支持空间均匀的辐射衰减抑制，这对于工程化不在特定位置的层间激子是至关重要的。PPhC镜平台将为实现长寿命的层间激子基纳米器件提供新的可能性。
2021-08-11 cond-mat.mes-hall physics.optics
θ-Tunable Photoluminescence from Interlayer Excitons in Twisted Bilayer Graphene
利用扭曲双层石墨烯（tBLG）层间电子的共振双光子激发，我们解决了光致发光（PL）的光谱调谐与堆叠角，θ。该弱信号比非共振背景大4- 5 $\times$，并且从传统上与van Hove奇异共振相关联的层间带反交叉区域发射。然而，我们观察到的共振PL发射延迟~1 ps的电子热化表明层间载流子可能会形成束缚激子。利用双光子PL谱和带内瞬态吸收谱，我们观察到亮态和暗态峰分裂与层间激子结合能范围为0.5至0.7 eV的θ = 8 $^o$至17 $^o$。这些结果支持的理论模型表明，层间激子在tBLG稳定的消失激子耦合强度的金属连续态。tBLG的这种意想不到的双金属-激子光学性质表明了在基于石墨烯的光学器件中对载流子热化、提取和发射的可能的θ-可调谐控制。
2018-06-16 cond-mat.mes-hall
Interlayer exciton polaritons in homobilayers of transition metal dichalcogenides
Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）
通过微观Wannier-Hopfield模型，研究在法布里-珀罗腔中MoS₂同质双层支持具有大层间激子贡献的极化激元，并探索通过腔长调谐实现层间激子占比超过90%甚至100%的条件。
2022-12-06 cond-mat.mes-hall
Theory of optical absorption by interlayer excitons in transition metal dichalcogenide heterobilayers
本文提出了过渡金属二硫族化合物异质双分子膜层间激子的光吸收理论。该理论解释了小的相对旋转的存在，这些旋转在位于不同层的电子和空穴带之间产生动量转移，以及真实空间中的莫尔图案。由于动量转移，光学活性层间激子位于莫尔布里渊区的拐角处，而不是其中心，并且如果各个层是平移不变的，则将具有椭圆光学选择规则。通过耦合不同质心动量的激子，激子莫尔势能恢复了圆光学选择规则。各种各样的层间激子与两个意义上的圆形的光学活性，并通过扭转角可调的能量，存在于每个谷。最低能量的激子态通常位于激子势能最小值附近。我们讨论了使用莫尔图案来实现几乎相同的量子点的可扩展的二维阵列的可能性。
2018-01-17 cond-mat.mes-hall
Stacking enabled strong coupling of atomic motion to interlayer excitons in van der Waals heterojunction photodiodes
通过对WSe $_2$ /MoSe $_2$异质结光电二极管的光电流测量，揭示了原子运动与层间激子的叠加诱导强耦合.强耦合表现为明显的周期性边带的光电流光谱中的频率窗口接近层间激子共振。的边带，重复在大片的层间激子光电流谱，发生在能量增量直接对应于一个突出的异质结的振动模式。这种周期性的图案，连同层间光电导振荡，生动地展示了非常强的激子-声子耦合的出现-及其对层间激发的影响-在堆叠工程范德华异质结构器件。我们的研究结果建立光电流光谱作为一个强大的工具，询问层间激子的振动耦合，并提出了一个新兴的战略，以控制振动物理在固态。
2020-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical signature of cascade transitions between moiré interlayer excitons
能级间的级联跃迁具有重要的应用，例如在量子信息协议和量子级联激光器中。在二维异质结构中，莫尔超晶格势可以导致多个层间激子（IX）能级。我们证明了这种莫尔IX之间的级联过渡进行时间和能量分辨的光致发光测量。我们表明，较低能量的莫尔IX可以被激发到较高能量的，促进IX粒子数反转。
2022-02-21 cond-mat.mes-hall
Interlayer excitons in MoSe$_2$/WSe$_2$ heterostructures from first-principles
基于\emph{ab initio}理论计算了MoSe $_2$（或MoS $_2$）和WSe $_2$垂直异质结构的光谱，揭示了MoSe $_2$和WSe $_2$的\textsl{A}激子下面的两个自旋轨道分裂的里德堡激子系列，其中第一激子的结合能约为250 meV.同时，我们预测晶体学取向的MoSe $_2$ /WSe $_2$异质结构表现出间接的基本带隙。由于MoSe $_2$ /WSe $_2$异质结构的II型性质，间接跃迁和对应于直接跃迁的激子Rydberg系列表现出不同的层间性质，具有耦合电子和空穴的空间电荷分离。实验观察到的MoX $_2$ /WY $_2$异质结构的光致发光光谱中的长寿命态归因于这种层间激子态。我们的计算进一步表明，层间激子的峰值能量和它们的振荡强度的堆叠顺序的效果。
2018-04-06 cond-mat.mes-hall
Room temperature interlayer exciton valley polarization and valley Hall effect
对于单层过渡金属硫属化物（TMD），Berry曲率可以将不同谷区的电子和激子驱动到相反的方向，作为谷区相关的有效磁场。除了单层TMD之外，范德华异质结构为新兴的谷物理和具有优异物理特性的器件提供了有吸引力的平台。TMD异质结构中的层间激子与单层层内激子相比具有较长的谷寿命。本文报道了室温下MoS_2/WSe_2的层间激子谷极化和谷霍尔效应。利用偏振相关的光致发光谱，观察到了不同谷指数的激子的分离。激子分离垂直于它们的输运方向。谷霍尔效应的间接激子是持续的，即使在室温下，与低温在以前的实验中的单层TMD。间接激子谷极化和谷霍尔效应的室温演示为基于TMD异质结构的光谷电子器件的发展开辟了新的前景。
2019-04-22 cond-mat.mes-hall
Optically and magnetically addressable valley pseudospin of interlayer excitons in bilayer MoS2
双层MoS 2中的层间谷激子同时具有大的振荡器强度和长的寿命，因此代表了谷电子应用的有利方案。然而，在原始双层二硫化钼，这是在valleytronics的心脏，层间激子的谷赝自旋的控制，仍然难以捉摸。在这里，我们报告的观察高度圆偏振的光致发光层间激子的双层二硫化钼与光学和磁寻址能力。在激子共振附近的圆偏振光激发下，双层MoS 2的层间激子呈现出接近统一的负圆偏振态。值得注意的是，通过打破时间反演对称性与平面外的磁场，自发谷极化（7.7%/特斯拉）的记录水平被确定为双层二硫化钼层间激子。双层MoS 2中层间激子的巨谷极化，以及电/光/磁控制的可行性和强振子强度，为下一代电子和光电应用的发展提供了坚实的基础。
2021-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Flattening conduction and valence bands for interlayer excitons in a moiré MoS$_2$/WSe$_2$ heterobilayer
本研究通过连续介质模型，发现扭转对MoS$_2$/WSe$_2$异质双层激子带平坦化作用有限，而垂直压力和电场可显著增强带平坦化，实现创纪录的平坦带，为强关联激子现象提供新途径。
2023-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Probing Nonlinear Interactions of Dipolar Interlayer Excitons in MoSe$_2$/WSe$_2$ Heterobilayers
TU Darmstadt（达姆施塔特工业大学）
本研究采用激发能依赖的光致发光激发光谱，探测MoSe₂/WSe₂异质双层中层间激子的非线性相互作用，证实其存在净排斥性激子-激子相互作用，确立了PLE作为相关研究的灵敏方法。
2026-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Controlled Interlayer Exciton Ionization in an Electrostatic Trap in Atomically Thin Heterostructures
该研究利用静电栅极在原子级薄异质结构中捕获并调控层间激子，在高密度下观测到与陷阱深度无关的电离阈值及温度依赖，为实现偶极激子凝聚体奠定基础。
2024-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Evidence for Exciton Crystals in a 2D Semiconductor Heterotrilayer
该研究在WSe2/MoSe2/WSe2三层膜中通过光谱证据发现了层间激子晶体，揭示了其相较于双层膜更强的激子有序性及向四极激子晶体的转变，为探索量子相变和相干现象提供了新模型。
2023-08-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Ferroelectric Control of Interlayer Excitons in 3R-MoS$_{2}$ / MoSe$_{2}$ Heterostructures
University of Rostock（罗斯托克大学）；Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）；Saha Institute of Nuclear Physics（萨哈核物理研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立学院）；NIMS（日本材料研究所）
通过铁电域调控，研究揭示了3R-MoS₂/MoSe₂异质结构中层间激子能量的可调性，为铁电光电子器件发展提供新途径。
2025-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High-Energy Interlayer Exciton Ensembles in MoSe$_2$/WSe$_2$ Heterostructures by Laguerre-Gaussian Excitation
Walter Schottky Institute and Physics Department, TU Munich（慕尼黑工业大学沃尔特·肖特基研究所与物理系）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）；Institute of Physics, University of Münster（明斯特大学物理研究所）；Research Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science（国立材料研究所材料纳米架构研究中心）；Research Center for Electronic and Optical Materials, National Institute for Materials Science（国立材料研究所电子与光学材料研究中心）
通过拉盖尔-贝塞尔光束激发，研究揭示了MoSe₂/WSe₂异质结构中高能层间激子集体的形成机制及分布特性。
2026-01-09 cond-mat.mes-hall
Brightened spin-triplet interlayer excitons and optical selection rules in van der Waals heterobilayers
研究了过渡金属双硫族化合物异质双层结构中自旋三重态层间激子的光学性质，并与自旋单重态层间激子进行了比较。令人惊讶的是，发现自旋三重态激子的光学跃迁偶极与自旋单重态激子的光学跃迁偶极处于相同的数量级，与其中自旋三重态物质被认为是暗的单重态相比的单层激子形成鲜明对比。与单层激子的自旋守恒（自旋翻转）跃迁偶极只能耦合到平面内（平面外）偏振的光不同，由于平面外镜像对称性的破坏，层间激子的这种限制被消除。我们发现，作为层间原子注册的变化，层间激子的光学跃迁偶极子之间的相反的圆极化的平面内和平面外的自旋三重态和自旋单重态物种。因此，两种物质的激子都具有不可忽略的耦合到平面内和平面外传播的光子模式中，这是与激子主要耦合到平面外传播通道中的单层的另一个明显差异。在给定的原子登记处，自旋三重态和自旋单重态激子具有不同的谷偏振选择规则，允许层间激子的谷构型和自旋单重态/三重态构型的选择性光学寻址。
2018-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Crystal Phases of Charged Interlayer Excitons in van der Waals Heterostructures
多年来，激子的强关联相干态一直是理论和实验研究的主题。由于新出现的量子材料（例如范德华力（vdW）束缚的过渡金属二硫属元素（TMD）原子薄层），这个话题最近蓬勃发展。我们分析了最近在双层TMD异质结构中观察到的带电层间激子的集体性质。我们预测新的强相关相-晶体和维格纳晶体-可以选择性地实现与TMD双层适当选择的电子-空穴有效质量，只是改变他们的层间分离距离。我们的研究结果为非线性相干控制、电荷输运和量子vdW异质结的自旋光电子学应用开辟了新的途径。
2021-02-08 cond-mat.mes-hall
Formation of moiré interlayer excitons in space and time
原子级薄范德瓦尔斯异质结构中的莫尔超晶格在延长电子和谷电子寿命的控制、人工莫尔晶格中激子的限制以及新颖奇异量子相的形成方面具有很大的前景。这种莫尔感应的出射现象对于层间激子特别强烈，其中空穴和电子位于异质结构的不同层中。为了充分利用相关莫尔和激子物理的潜力，对超快层间激子形成过程和莫尔势中的实空间波函数限制的透彻理解是必不可少的。然而，这些参数的直接实验访问是有限的，因为大多数激子准粒子是光学暗。在这里，我们表明，飞秒光电子动量显微镜提供了定量访问这些关键属性的莫尔层间激子。我们发现层间激子主要通过层间隧穿在布里渊区的K谷处形成。此外，我们直接测量能量-动量指纹的莫尔层间激子映射其光谱特征内的迷你布里渊区，这是建立了扭曲的异质结构。从这些动量指纹，我们获得定量访问的调制激子波函数内的摩尔势在实空间。我们的工作提供了第一个直接访问层间莫尔激子形成动力学的空间和时间，并揭示了新的机会，研究相关的莫尔和激子物理学的奇异量子相位的物质的未来实现。
2021-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Cavity-control of bright and dark interlayer excitons in van der Waals heterostructures
单层（ML）过渡金属二硫属化物（TMD）集成在光学微腔主机激子极化激元作为一个标志的强光-物质耦合制度。类似的概念，混合轻物质系统采用空间间接激子与永久的电偶极矩在异质双层（HBL）晶体的承诺实现激子极化激元气体和凝聚体与immersed偶极相互作用。在这里，我们确定了空间间接的动量明亮和动量暗层间激子的垂直MoSe $_2$ -WSe $_2$异质结构的光学签名和实施腔控制的激子流形。我们的实验量化的强度轻物质耦合为零和有限动量激子驻留在莫尔超晶格的TMD HBLs，并表明这两个激子物种容易受到Purcell增强腔修改的光子环境。我们的结果形成的基础上，偶极激子极化激元气体和凝聚体的混合腔-范德华异质结构系统的进一步发展。
2017-10-25 cond-mat.mes-hall
Room temperature nanocavity laser with interlayer excitons in 2D heterostructures
原子级薄的层状二维（2D）材料为基础研究和器件应用提供了丰富的库。其中一个特别的优点是，可以通过堆叠不同的2D材料来实现带隙工程和受控的材料响应。最近几种类型的激子激光器已被报道基于过渡金属二硫属化物（TMDC）单分子膜，然而，发射仍然是本征的能带隙的单分子膜和激光器利用的灵活性的范德华异质结尚未被证明。本文首次报道了MoS_2/WSe_2异质结室温层间激子激光器。激光作用的开始是由“L-L”曲线中的明显扭结和光谱线宽的明显塌陷相结合来确定的。与MoS 2和WSe 2的层内激子的可见光发射不同，我们的层间激子激光器在红外范围内工作，这与硅光子学中成熟的技术完全兼容。由于层间激子的长寿命，腔品质因数的要求放宽了几个数量级。室温层间激子激光器的演示为在硅光子学平台上开发具有定制光学特性的相干光源开辟了新的前景。
2019-11-28 cond-mat.mes-hall
Interlayer Exciton Valleytronics in Bilayer Heterostructures Interfaced with a Metasurface
最近的建议，使用各向异性的真空过渡金属二硫属化物（TMDC）单层产生谷相干性扩大了潜在的谷自由度的应用在valleytronics。在这项工作中，我们开辟了一个全新的制度，无法与单层TMDC，在相称TMDC双层异质结构的层间激子自发产生的谷相干。利用层间激子在平面内各向异性的电磁真空结合特殊的平面外极化，我们表明，一个更大的区域的布洛赫球可以访问这些异质结构。我们示出了这些激子的可访问的相位给出这个面内各向异性电磁真空。我们对层间激子自发相干性的分析可能为在莫尔异质结构中设计相互作用的量子发射体阵列铺平道路。
2019-12-27 cond-mat.mes-hall physics.optics
Interlayer dark excitons in a van der Waals heterostructure
University of Maryland（马里兰大学）；Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）
本研究通过光谱直接识别WSe2/hBN/WSe2同质双层中的亮和暗层间激子，发现暗激子具有超长寿命和强谷极化，并展示了扭转角对激子发射的调控，为TMD异质结构激子物理与器件应用提供关键见解。
2026-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Interlayer exciton landscape in WS$_2$/tetracene heterostructures
将二维材料垂直堆叠成异质结构，产生了大量有趣的光电特性，并为技术发展带来了前所未有的潜力。虽然已经取得了很大的进展，结合不同的单层过渡金属二硫属化合物（TMD），鲜为人知的是TMD为基础的异质结构，包括有机层的分子。在这里，我们提出了一个联合的理论和实验研究的TMD/并四苯异质结展示空间分离的层间激子在低温光致发光光谱的清晰签名。在这里，库仑束缚的电子和空穴分别位于TMD或分子层中。特别是，我们揭示了整个内和层间激子景观的光致发光光谱的理论和实验签名。特别是，我们发现在理论和实验中的一个显着的转移强度从层内TMD激子的一系列能量较低的层间激子随着温度的降低。此外，我们发现签名声子边带源于这些层间激子状态。我们的研究结果揭示了TMD/分子异质结构中层间激子的微观本质，并可能对这些材料的技术应用产生重要影响。
2022-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical control and transport of tightly bound interlayer excitons in a MoSe2/hBN/MoSe2 heterostructure
本文在MoSe2/hBN/MoSe2异质结构中实现窄线宽紧束缚层间激子的电场调控与超过10 μm的长程输运，并揭示其结合能、三激子、谷偏振和俘获等物理特性。
2024-04-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Interlayer excitonic spectra of vertically stacked MoSe$_2$/WSe$_2$ heterobilayers
垂直堆叠的MoSe $_2$ /WSe $_2$异质结构的光谱包含额外的“层间”激子峰，其在单个单层材料中不存在，并且在面外方向上表现出显著的空间电荷分离。在前人研究的基础上，我们采用多体微扰理论方法模拟和分析了MoSe $_2$ /WSe $_2$异质双层膜的激子光谱，考虑了动量直接激子和动量间接激子。我们发现，层间激子的小振子强度和相应的光学响应与层间效应有显著的依赖关系，并使“亮”层间激子的辐射寿命在5- 200 ns（T= 4K）之间.通过求解有限动量Bethe-Salpeter方程，我们预测最低能量的激发应该是间接带隙（K $\rightarrow$ Q）上的间接激子，结合能为220.meV.然而，与最近的磁光实验和以前的理论研究一致，我们的有效激子Landé g因子的模拟表明，低能动量间接激子没有实验观察到的MoSe $_2$ /WSe $_2$异质结构。我们进一步揭示了“层间”C激子的存在与显着的激子结合能和光学振子强度，这是类似于突出的带嵌套激子在单层和少层过渡金属二硫属化物。
2021-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Brightening interlayer excitons by electric-field-driven hole transfer in bilayer WSe2
University of California, Riverside（加州大学河滨分校）；Nanjing University（南京大学）；Academia Sinica（中央研究院）；National Cheng-Kung University（国立成功大学）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）
研究通过电场驱动空穴转移增强双层WSe2中层间激子的发光效率，揭示了层间激子在层间和层内激子能量分离时的增强机制。
2025-06-27 cond-mat.mes-hall physics.optics
Geometric Stiffness in Interlayer Exciton Condensates
本文证明布洛赫波函数的量子几何可增强层间激子凝聚体的相位刚度并提高BKT温度，并通过TMD双层模型给出定量估算，表明IEC可在较易实现的实验条件下形成。
2023-12-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable Interlayer Excitons in Bilayer Graphene Nanoribbons
本研究通过激发态密度泛函计算，证明扶手椅型双层石墨烯纳米带中存在强层间激子耦合，发现其具有室温长寿命辐射特性，并指出通过堆叠顺序工程可调控激子响应与寿命。
2025-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Origin of interlayer exciton-phonon coupling in 2D heterostructures
本研究以WSe$_2$@hBN异质结构为例，通过第一性原理计算揭示了晶体对称性在层间激子-声子散射中的核心作用，阐明了形变势与杂化空穴密度相互作用导致层间耦合的机制。
2024-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interlayer excitons in bilayer MoS2 with strong oscillator strength up to room temperature
库仑束缚电子-空穴对（激子）控制半导体过渡金属二硫属化物如MoS $_2$和WSe $_2$的光学性质。我们在密度泛函理论（DFT）中研究了含激子效应的2 H同质双层MoS $_2$在K点的光学跃迁，并与六方BN封装的高质量样品的反射率测量结果进行了比较。在计算和测量的光谱中，我们发现一个强大的层间激子之间的能量转换A和B层内激子，观察T $=4 -300$ K，而没有这样的过渡是观察到在同一结构的单层在这个能量范围内。层间激子由位于一层中的电子和在双层上离域的空穴态组成，这导致高振子强度和静态偶极矩的不寻常组合。我们还发现了层间激子的签名，涉及第二高价带（B）和比较吸收计算不同的双层堆叠。对于homotrilayerMoS $_2$，我们还观察到层间激子和不同的层内A-激子之间的能量分裂，分别来自中间层和外层。
2019-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Interlayer Exciton Diffusion in Twist-Angle-Dependent Moiré Potentials of WS$_2$-WSe$_2$ Heterobilayers
半导体范德华异质结构中的莫尔条纹引入的纳米级周期势为设计激子超晶格提供了一个新的平台。为了实现这些应用，有必要深入了解层间激子在莫尔势中的定域和离域。在这里，我们研究了层间激子动力学和传输调制的摩尔势在WS $_2$ -WSe $_2$异质双层膜在时间，空间和动量域使用瞬态吸收显微镜结合第一性原理计算。实验结果验证了理论预测的能量有利的K-Q层间激子和解开激子布居动力学是由扭曲角依赖的K-Q和K-K激子之间的能量差控制。空间和时间分辨的激子群体成像直接可视化激子本地化的扭曲角相关的摩尔势~100 meV。激子输运由于莫尔势和强多体相互作用之间的相互作用而显著偏离正常扩散，导致激子密度和扭转角依赖的扩散长度。这些结果对于设计用于激子和自旋输运以及量子通信应用的VDW异质结构具有重要意义。
2019-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interlayer excitons in transition metal dichalcogenide heterostructures
从单层过渡金属二硫属化物（TMD）中载流子的单粒子Dirac哈密顿量出发，构造了一个描述层间激子的四带哈密顿量，该层间激子由一个TMD层中的电子和另一个TMD层中的空穴组成.推导出电子-空穴相互作用势的表达式，同时考虑到两个TMD层的上方、下方和之间的介电环境的影响以及过渡金属层和TMD层的硫属元素层中的极化效应。计算了不同TMD异质结构的层间激子结合能和平均面内粒子间距。不同的介电环境上的激子结合能的影响进行了研究，并发现一个显着的依赖于两层之间的势垒的介电常数，导致竞争效应作为一个功能的面内和面外的介电常数的障碍。硫族元素层中的极化效应（其通常降低激子结合能）可通过屏蔽衬底在强衬底效应存在下导致结合能增加。计算了层间激子吸收谱，发现层间激子峰与垂直电场成线性关系，这与最近的实验结果一致。
2018-09-04 cond-mat.mes-hall
Anomalous light cones and valley optical selection rules of interlayer excitons in twisted heterobilayers
我们发现，由于不可避免的扭曲和晶格失配的过渡金属dichalcogenides的异质双层，层间激子有六重简并光锥上的抛物线能量色散位于有限的速度。在每个光锥处的光子发射是椭圆偏振的，长轴锁定到激子速度的方向，并且螺旋度由电子和空穴的谷指数指定。这些有限速度的光锥允许前所未有的可能性，以光学注入谷极化和谷电流，并观察直接和反向谷霍尔效应，通过激发层间激子。我们的研究结果表明，潜在的激子电路谷功能，和独特的机会，研究激子动力学和冷凝现象的半导体二维异质结构。
2015-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Third-order polarizability of interlayer excitons in hetero-bilayers
在本文中，我们采用完全微观的方法来研究异质双层膜中的层间激子。我们用Fowler和Karplus的方法计算了基于$\mathrm{WSe}_{2}/\mathrm{WS}_{2}$的范德华异质结中非相互作用层间激子的动力学极化率。在线性极化率计算的基础上，我们考虑了用变分法计算动态三阶极化率。用这种变分方法研究了$\mathrm{WSe}_{2}/\mathrm{WS}_{2}$异质双层膜中层间激子的双光子吸收和三次谐波产生过程，讨论了层内激子能级跃迁的各种选择规则.
2021-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Extended spatial coherence of interlayer excitons in MoSe$_2$/WSe$_2$ heterobilayers
本研究利用点反演Michelson-Morley干涉仪表征MoSe$_2$/WSe$_2$异质结构的层间激子空间相干性，发现10 K以下相干长度与系综横向扩展相当、光发射均匀展宽且时间相干性高，高温下相干性因热过程下降，证实低温下存在空间扩展的层间激子相干多体态。
2023-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
