Moiré-trapped interlayer trions in a charge-tunable WSe$_2$/MoSe$_2$ heterobilayer
过渡金属二硫属化物异质层为实现具有多个自由度的相互作用玻色子晶格提供了诱人的机会。这样的异质双层可以具有调制其电子能带结构的莫尔图案，导致充当具有$C_3$对称性的量子发射体的单个层间激子（IX）的空间限制。然而，窄的发射线宽的量子发射体的对比与广泛的合奏IX发射观察到名义上相同的异质双层，打开一个争论的起源IX发射。在这里，我们报告的连续演化，从几个被困IX的三重态和单重态自旋配置的IX的系综在门可调$2H$ -MoSe $_2$ /WSe $_2$异质双层。我们观察到的偶极相互作用的签名，在IX系综制度，结合磁光光谱，揭示了窄量子点和广泛的系综发射起源于IX被困在摩尔势与相同的原子注册表。最后，电子掺杂导致形成三个不同种类的本地化的负trions与对比自旋谷配置，其中我们观察到谷间和谷内IX trions与自旋三重态光学跃迁。我们的研究结果确定了MoSe $_2$ /WSe $_2$异质双层中IX发射的起源，并强调了激子-激子相互作用和费米能级控制在这些高度可调量子材料中的重要作用。
2021-08-13 cond-mat.mes-hall
Interlayer donor-acceptor pair excitons in MoSe2/WSe2 moiré heterobilayer
本研究提出供体-受体对机制解释MoSe2/WSe2莫尔异质双层中局域层间激子的起源，数值模拟与实验光谱吻合，为莫尔超晶格激子工程开辟新方向。
2023-02-25 cond-mat.mes-hall
Geometric control of the moire twist angle in heterobilayer flakes
本研究提出并验证二维异质双层中由薄片边缘与莫尔图案几何对齐产生的有限扭转角锁定机制，通过原子模拟确定可由异质应变调节的稳定亚稳角。
2025-10-21 cond-mat.mes-hall
Coulomb effects on topological band inversion in the moiré of WSe$_2$/BAs heterobilayer
具有大禁带宽度的量子自旋霍尔（QSH）绝缘体在自旋电子学中有着广泛的应用前景。在此，我们在单层过渡金属二硫属化物（TMD）和六角BAs的范德华异质双层膜中实现了具有大禁带的电调谐QSH绝缘体。当II型能带排列在电场中反转时，TMD中自旋谷锁定的价带边缘和BAs导带边缘之间的层间跳跃杂化导致堆叠构型依赖的拓扑能带反转。在非相互作用极限下，由于BAs的双自旋简并性，在带隙内留下了一个未杂化的导带，因此异质双层是自旋谷锁定的金属而不是QSH绝缘体。与库仑相互作用占在双层几何结构中，与杂交诱导的电偶极子的相互作用移动这个未杂交的导带向上的能量，引起一个相当大的全球QSH间隙。因此，这种异质双层提供了一个平台，工程电气可调QSH绝缘体具有相当大的带隙。在长周期云纹图案中，库仑相互作用和层间跳跃的竞争导致了QSH绝缘体和激子绝缘体的超结构。
2019-09-03 cond-mat.mes-hall
Heterobilayer moiré magnets: moiré skyrmions and the commensurate-incommensurate transition
我们研究了无扭曲的铁磁和反铁磁范德华材料的异质双层，特别是在铁磁层中的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用。利用连续低能场论研究了这类系统。我们开发了一个相图作为层间交换和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的强度的函数，结合微扰和强耦合分析与数值模拟使用Landau-Lifshitz-Gilbert方程。发现了各种莫尔周期性公度相，并讨论了莫尔周期性公度相到非公度相的转变。在相称的阶段，我们观察到一个有趣的skyrmion晶格相，其中每个莫尔晶胞主机一个skyrmion。
2021-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Moiré lattice-induced formation and tuning of hybrid dipolar excitons in twisted WS$_2$/MoSe$_2$ heterobilayers
在范德华双层中形成的莫尔超晶格使得能够创造和操纵新的量子态，如在魔角附近的扭曲双层石墨烯中发现超导和相关绝缘态所例示的。扭曲的双层半导体可以导致可调的激子晶格和拓扑状态，但莫尔激子的签名仅在紧密角对准的双层中被报道。在这里，我们报告的波纹晶格WS $_{2}$ /MoSe $_{2}$双层膜在很宽的扭转角的调谐，导致连续调谐的波纹晶格诱导层间激子和它们的杂交与光学明亮的层内激子。混合激子的显著复苏发生在相称扭转角21.8°和38.2°附近，这是由于由莫尔倒易晶格矢量连接的状态之间的层间隧穿。从角度依赖性，我们得到了层间激子的有效质量和电子层间隧穿强度。这些发现为理解和工程化角扭曲半导体范德华异质结构中丰富的莫尔晶格诱导现象铺平了道路。
2019-11-22 cond-mat.mes-hall
Theory of moiré localized excitons in transition-metal dichalcogenide heterobilayers
过渡金属二硫属化物异质结构表现出在空间上调制材料平面上的电子结构的莫尔图案。对于某些材料对，这种调制作为一个潜在的景观与深，三角对称井能够局部化层间激子，形成量子发射器的周期性阵列。在这里，我们研究这些莫尔局域激子态和它们的光学性质。通过数值求解三角势约束下相互作用的电子-空穴对的两体问题，计算了不同材料对的局域激子谱。我们推导出光学选择规则的不同家庭的本地化的状态，每个属于一个不可约的潜在的对称群$C_{3v}$表示，并数值估计其偏振分辨吸收光谱。我们发现，局域莫尔层间激子的光学响应是由属于双简并$E$不可约表示的状态。我们的研究结果提供了新的见解的光学性质的人工限制激子在二维半导体。
2021-03-10 cond-mat.mes-hall
Low-frequency Raman scattering in WSe$_2$-MoSe$_2$ heterobilayers: Evidence for atomic reconstruction
我们用低频拉曼散射研究了WSePDMATHABMM-MoSePDMATHABMM异质双层膜，两层之间具有不同的扭转角$θ\pm δ$。在具有$θ=0^\circ$或$θ=60^\circ$和$δ\lesssim 3^\circ$的充分对齐的样品中，我们观察到层间剪切模式（ISM），其是相称双层结构的明显标志，即，这些层必须经历原子重构以形成R型或H型堆叠顺序。我们发现H型和R型重建的ISM能量分别约为18~cm $^{-1}$和17~cm $^{-1}$，与$θ\pm δ$的精确值无关。我们的研究结果得到证实的事实是，ISM中没有观察到的扭曲角，偏离$δ> 3^\circ$从$0^\circ$或$60^\circ$的样品。这是预期的，因为在这样的无公度结构中，由于莫尔$\acute{\text{e}}$ -晶格形成的可能性，不存在用于ISM的恢复力。此外，我们观察到ISM，即使在充分对齐的异质双层，这是封装在六方氮化硼。这对于高质量异质结构器件的表征特别相关。
2020-04-29 cond-mat.mes-hall
Moiré enabled spin pumping and preservation in MoSe2/WS2 heterobilayers
Stanford University（斯坦福大学）；SLAC National Accelerator Laboratory（SLAC国家加速器实验室）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）；University of Cambridge（剑桥大学）
本文通过实验和理论证明，在MoSe2/WS2二维半导体异质结构中，莫尔纹可将自旋弛豫时间延长两个数量级至1毫秒以上，实现纳瓦级光功率下超过50%的自旋极化，突显了莫尔工程在量子传感与信息处理中的潜力。
2026-06-02 cond-mat.mes-hall
Polarons shape the interlayer exciton emission of MoSe$_2$/WSe$_2$ heterobilayers
本研究通过时间分辨和连续波光谱，发现热声子及极化子效应塑造MoSe$_2$/WSe$_2$异质双层中激子层间发射，修正了莫尔俘获模型。
2024-07-22 cond-mat.mes-hall
Berry curvature, spin Hall effect and nonlinear optical response in moiré transition metal dichalcogenide heterobilayers
最近，在AB叠层MoTe $_2$ /WSe $_2$异质结中，实验观察到了拓扑平带和自旋霍尔效应。本文系统地研究了过渡金属二硫属化物（TMD）异质双分子膜中的Berry曲率效应。我们指出，远导带的莫尔势会在价带上产生相当大的周期性赝磁场。该周期性保偏光纤在莫尔布里渊区的每个谷中产生净贝里曲率通量。Berry曲率效应和自旋谷锁定效应的结合可以诱导实验中观察到的自旋霍尔效应。有趣的是，由保偏光纤产生的谷对比Berry曲率分布可以通过移位电流来探测，移位电流是由线性偏振光通过非线性响应引起的DC电流。我们的工作揭示了在波纹TMD异质双分子层中由Berry曲率引起的新的量子现象。
2023-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
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
Unveiling the Spin-Valley Structure of Dipolar Exciton Ladders in R-stacked WSe$_2$/WS$_2$ Moiré Heterobilayers
Institute of Photonics and Quantum Sciences, SUPA, Heriot-Watt University（赫瑞-瓦特大学光子与量子科学研究所）；Research Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science（物质材料纳米结构研究中心）；Research Center for Electronic and Optical Materials, National Institute for Materials Science（电子与光学材料研究中心）
研究 R 堆叠 WSe₂/WS₂ 莫尔异质双层中偶极激子阶梯的自旋-谷结构，用螺旋度分辨磁光致发光确定其微观起源，明确不同电荷填充时各激子态情况，建立超越简单占据数物理的自旋-谷分辨图像。
2026-07-09 cond-mat.mes-hall
Valley-Polarized Quantum Anomalous Hall State in Moiré MoTe$_2$/WSe$_2$ Heterobilayers
Moiré异质双层过渡金属二硫属化物（TMDs）是模拟单带哈伯德模型的理想体系，在这些体系中观察到了有趣的关联相。然而，在异质双层TMD中的莫尔条纹被认为是拓扑上微不足道的。最近，有报道称在AB叠层MoTe $_2$ /WSe $_2$异质双层膜中观察到填充$ν=2$处的量子谷霍尔绝缘态和填充$ν=1$处的谷极化量子反常霍尔态。然而，如何拓扑非平凡的国家出现是未知的。本文提出MoTe $_2$ /WSe $_2$异质双层膜中晶格弛豫引起的赝磁场可以自然地产生有限Chern数的莫尔带。我们证明了当填充两个陈数相反的莫尔带时，在满填充$ν=2$时形成了一个时间反演不变的量子谷霍尔绝缘体。在半充满$ν=1$时，库仑作用使谷简并度升高，并产生谷极化的量子反常霍尔态，实验中观察到了这一现象。我们的理论为在异质双层TMD材料中获得拓扑非平凡态提供了一条新的途径。
2022-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interlayer hybridization and moiré superlattice minibands for electrons and excitons in heterobilayers of transition-metal dichalcogenides
几何莫尔图案，一般用于具有相似晶格结构但晶格常数略有不同的二维（2D）晶体的几乎对齐的双层，导致电子态的区带折叠和迷你带形成。在这里，我们表明，在$\mathrm{MoSe}_2/\mathrm{WS}_2$和$\mathrm{MoTe}_2/\mathrm{MoSe}_2$异质双层的带边缘的功能对齐的莫尔超晶格（mSL）效应增强共振层间杂化，并预期在扭曲的均匀双层的TMD，包括狭窄的迷你带接近实际的带边缘的例子类似的功能。这种杂化决定了过渡金属二硫属化物（TMD）异质结构中层间激子的光学活性，以及激子光谱中的能量位移。我们发现，共振杂化激子（hX）的能量应显示一个尖锐的调制作为层间扭曲角的函数，伴随着umklapp电子-光子相互作用与mSL所造成的额外的光谱特征。我们分析了共振增强的mSL功能的外观在吸收和发射光的层间激子杂化层内A和B激子在$\mathrm{MoSe}_2/\mathrm{WS}_2$，$\mathrm{MoTe}_2/\mathrm{MoSe}_2$，$\mathrm{MoSe}_2/\mathrm{MoS}_2$，$\mathrm{WS}_2/\mathrm{MoS}_2$，和$\mathrm{WSe}_2/\mathrm{MoSe}_2$。
2019-03-28 cond-mat.mes-hall
Topological mosaic in Moiré superlattices of van der Waals heterobilayers
由二维原子晶体形成的范德华（vdW）异质结构为设计凝聚态系统提供了一种强有力的方法。具有小扭曲和/或晶格失配的不相称异质双层导致了有趣的莫尔超晶格概念，其中原子登记在局部与相称双层无法区分，但在长范围内具有局部到局部的变化。在这里，我们表明，这样的莫尔超晶格可以导致周期性调制的局部拓扑秩序的vdW异质双层形成的两个大质量狄拉克材料。通过调整的vdW异质结从正常的倒置II型制度，通过层间偏置，相称的异质双层可以成为一个拓扑绝缘体（TI），这取决于层间杂化控制的原子注册之间的vdW层。这导致在Moiré超晶格中TI区域和正常绝缘体（NI）区域的镶嵌图案，其中拓扑保护的螺旋模式存在于TI/NI相边界处。利用基于对称性的k.p模型和紧束缚模型，我们预测这种拓扑现象可以存在于倒置的过渡金属二硫属化合物异质双层膜中。我们的工作点，以实现可编程和电气开关的拓扑超结构从二维阵列的TI纳米点的一维阵列的TI纳米条纹的新手段。
2016-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
One-Dimensional Moiré Excitons in Transition-Metal Dichalcogenide Heterobilayers
从角度和/或晶格失配形成界面莫尔图案已经成为在范德瓦尔斯异质结构中设计一系列量子现象的有力方法。对于过渡金属二硫属化物（TMDC）异质双层膜中的长寿命和谷极化层间激子，最近的实验研究中已经报道了摩尔景观的量子限制特征。这种莫尔限制为定制新的激子系统提供了令人兴奋的可能性，例如零维（0 D）量子发射器的有序阵列及其耦合到拓扑超晶格中。莫尔势的一个显著特性是它对应变的戏剧性响应，其中小的单轴应变可以将量子点状的0 D陷阱阵列调谐成一维（1D）量子线的平行条纹。在这里，我们提出了直接的证据，从真实空间成像和相应的1D莫尔激子的MoSe 2/WSe 2异质双层膜的光致发光（PL）发射的1D莫尔电位。而0 D莫尔激子显示量子发射体样尖锐的PL峰与圆偏振，从一维莫尔激子的PL发射具有线性偏振和两个数量级的强度更高。这里提出的结果建立应变工程作为一个强大的新方法来定制莫尔电位以及他们的光学和电子响应的需求。
2020-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Moiré excitons in MoSe$_2$-WSe$_2$ heterobilayers and heterotrilayers
层状二维材料在扭曲或晶格无公度异质结构中表现出丰富的输运和光学现象，层间杂化的空间变化来自莫尔干涉效应。在这里，我们报告的实验和理论研究的激子在扭曲的异质双层和heterotrilayers的过渡金属dichalcogenides。使用MoSe $_2$ -WSe $_2$堆叠作为扭曲范德华双层和三层异质结构的代表性实现，我们观察到对比的光学特征，并在不同自旋和谷构型的层间莫尔激子的理论框架中解释它们。我们得出结论，MoSe $_2$ -WSe $_2$异质双层的光致发光与来自辐射衰减的谷直接层间激子和来自驻留在莫尔超晶胞的空间上不同的区域中的动量间接储层的声子辅助发射的联合贡献是一致的，而异质三层发射完全是由于混合层谷的动量暗层间激子。我们的研究结果突出了过渡金属二硫属化物异质叠层和多层半导体范德华异质结构的其他实现的层间杂化的深刻作用。
2021-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Moiré exciton dynamics and moiré exciton-phonon interaction in a WSe$_2$/MoSe$_2$ heterobilayer
在由原子级薄的半导体材料组成的范德华异质结构中具有角度失配的莫尔图案是一个迷人的平台，用于将光学产生的激子性质设计为新颖的量子现象。作为周期性陷阱势的莫尔条纹可以产生空间有序的零维激子系综，这为密集相干量子发射体和多体物理的量子模拟提供了可能.激发态的动力学特性和激子-声子相互作用影响着激发态的莫尔效应。然而，莫尔激子动力学和莫尔激子与声子之间的相互作用仍然是难以捉摸的。本文报道了基于近共振光致发光激发光谱的扭曲WSe $_2$ /MoSe $_2$异质双层膜中的莫尔激子和声子相互作用。我们观察到在声子共振下莫尔激子的基态的选择性激发。在连续态以下的可忽略的小吸收是类0 D系统的态密度的标志。此外，PL光谱的激发功率依赖性揭示了通过共振声子散射过程在具有离散能级的不同势能极小值之间的莫尔激子系综的动力学。本文给出的声子相互作用抑制下的莫尔激子动力学的结果为探索莫尔激子的量子现象在量子光学中的潜在应用开辟了一条新的途径。
2020-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonons in MoSe2/WSe2 van der Waals heterobilayer
我们报告的第一性原理计算的结构和振动特性的合成的二维范德华异质结构形成的单层二硫属元素MoSe 2和WSe 2。我们表明，当结合这些系统在一个周期性的二维异质结构，独立的成分的固有声子特性在很大程度上保存，但此外，表现出剪切和呼吸声子模式，不存在于个别积木。这些特殊的模强烈依赖于弱vdW力，对层状材料的热性质有很大的贡献。除了这些特征外，还发现了异质双分子层的弯曲模与单层母体的弯曲模的偏离。
2021-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Flatbands and Mechanical Deformation Effects in the Moiré Superlattice of MoS$_2$-WSe$_2$ Heterobilayers
最近已经表明，量子限制态可以出现在外延生长的范德华材料异质双层中，而没有旋转错位（$θ=0^\circ$），与由于两层的晶格失配而形成的莫尔图案的布里渊区中的平坦带相关联。在局部态密度和限制在MoS $_2$ /WSe $_2$系统中的峰值定性描述只考虑局部堆叠安排，这导致带边能量在空间上变化。在这项工作中，我们报告了大的面内应变变化的存在下，在整个摩尔的$θ=0^\circ$ MoS $_2$ /WSe $_2$异质双层的单元格，并表明，列入应变变化和面外位移的密度泛函理论计算大大提高了他们的协议与实验数据。我们进一步探讨扭转角的作用，通过显示扭曲的MoS $_2$ /WSe $_2$异质双层结构的实验数据与扭转角的$θ=15^\circ$，表现出莫尔图案，但没有限制。
2020-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Moiré Phonons and Emergent Exciton-Phonon Coupling in a Moiré Heterobilayer
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Kavli Energy NanoScience Institute（卡弗里能源纳米科学研究所）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；Indian Institute of Science（印度科学学院）；Newcastle University（纽卡斯尔大学）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）；University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；Northeastern University（东北大学）
本研究通过宽带太赫兹声子换能器在WS2/WSe2异质双层中激发莫尔声子，揭示了莫尔超晶格对激子-声子耦合的层选择性调控，并利用驱动振荡器模型和第一性原理计算识别了三种莫尔声子共振及其与莫尔激子的特征耦合。
2026-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Continuum model study of optical absorption by hybridized moiré excitons in transition metal dichalcogenide heterobilayers
提出研究过渡金属硫族化物异质双层杂化莫尔激子的连续介质模型，利用变分法求解激子波函数并计算光学吸收谱，模拟结果与实验观测相符。
2023-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Floquet engineering of lattice structure and dimensionality in twisted moiré heterobilayers
我们提出了一个实验建议，以调整的有效晶格结构的扭曲过渡金属二硫属化物（TMD）异质双层与时间周期Floquet驱动。我们表明，椭圆偏振光与亚太赫兹频率$\hbarω\sim 1$毫电子伏和中等电场$E\sim0.2$ ~MV/cm允许本地三角形晶格和正方形晶格之间的调谐，而线性偏振光使降维到准一维几何形状。没有驱动器，这些扭曲的TMD模拟单带费米-哈伯德模型，我们表明，这种近似仍然成立的驱动器的存在。这种控制打开了探索物质的各种相关相的大门，例如自旋液体和d波超导性。
2021-07-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nature of novel moiré exciton states in WSe$_2$/WS$_2$ heterobilayers
过渡金属二硫属化物（TMD）异质双层膜的莫尔图案已被证明是一个理想的平台，托管不寻常的相关电子相，新兴的磁性，和相关激子物理。虽然通过光学测量建立了新的莫尔激子态的存在，但这些状态的微观性质仍然知之甚少，通常依赖于经验拟合模型。在这里，结合大规模的第一性原理GW-BSE计算和微反射光谱，我们确定的激子共振的性质在WSe $_2$ /WS $_2$莫尔超晶格，发现了一个令人惊讶的丰富的莫尔激子，甚至不能定性地捕获流行的连续模型。我们的计算揭示了具有不同特征的莫尔激子，包括调制的Wannier激子和以前未识别的层内电荷转移激子。这些不同的激子字符的签名实验证实通过不同的莫尔激子共振的独特的载流子密度和磁场的依赖性。我们的研究突出了TMD莫尔超晶格中可能出现的高度非平凡的激子态，并提出了通过设计具有特定空间特征的激发态来调谐莫尔系统中的多体物理的新方法。
2022-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nematic excitonic insulator in transition metal dichalcogenide moiré heterobilayers
本文研究了TMD莫尔异质双层中库仑相互作用对位移场诱导拓扑相变的影响，发现向列激子绝缘体相会先于拓扑相变出现，并通过统一双带模型揭示了其与陈绝缘体相竞争源于s波与p波激子能量次序的切换。
2023-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Interplay of trapped species and absence of electron capture in Moiré heterobilayers
本研究探讨Moiré异质双层中PL发射随载流子密度蓝移及层间激子-三离子转换效率差异，指出三离子光学生成缺失源于Moiré势内近亚纳米的强局域限制。
2023-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Diffusivity Reveals Three Distinct Phases of Interlayer Excitons in MoSe2/WSe2 Heterobilayers
过渡金属二硫属化物（TMDC）异质双层膜中的电荷分离层间激子正被探索为莫尔激子晶格和激子凝聚体。永久偶极矩的存在和弱屏蔽库仑相互作用使得许多体相互作用对于层间激子特别强。在这里，我们揭示了两个不同的相变层间激子在MoSe 2/WSe 2异质双层使用时间和空间分辨的光致发光成像：从捕获的激子在莫尔电位的适度移动的激子气体的激子密度增加到ne/h ~ 1011 cm-2和从激子气体的高度移动的电荷分离的电子/空穴等离子体的ne/h > 1012 cm-2。后者是莫特转变，并在光电导测量中得到证实。这些发现为实现层间激子的量子态设定了基本限制。
2020-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
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
Confined-state physics and signs of fermionization of moiré excitons in WSe$_2$/MoSe$_2$ heterobilayers
通过密度依赖的光致发光光谱探测MoSe$_2$/WSe$_2$异质结构，发现莫尔激子共振的饱和蓝移现象，并利用费米子可饱和吸收体模型揭示了莫尔势阱中激子的受限态物理及费米子化迹象。
2023-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Origin of Moiré Potentials in WS$_2$/WSe$_2$ Heterobilayers: Contributions from Lattice Reconstruction and Interlayer Charge Transfer
School of Physics and Electronics, Hunan University（湖南大学物理与电子学院）
研究揭示了WS₂/WSe₂异质结中莫尔势的起源，通过晶格重构和层间电荷转移共同作用形成莫尔势，促进强相关效应。
2026-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Layer-Hybridized Wigner Crystals in MoSe2/WS2 Moiré Superlattice
Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）；Arizona State University（亚利桑那州立大学）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）；The University of Texas at Dallas（德克萨斯大学达拉斯分校）；University of California at Riverside（加州大学河滨分校）
本研究在MoSe2/WS2莫尔超晶格中实现层杂化莫特绝缘体与广义维格纳晶体，揭示了不同电子填充量下电荷有序的调控规律，为研究关联电子态提供了新平台。
2026-08-04 cond-mat.mes-hall
Nature of long-lived moiré interlayer excitons in electrically tunable MoS$_{2}$/MoSe$_{2}$ heterobilayers
本文研究了MoS$_{2}$/MoSe$_{2}$异质双层中长寿命莫尔层间激子的本质，发现莫尔超晶格导致谷依赖光学选择定则反转，并使激子在微秒级寿命中保持谷极化，为研究玻色子相互作用和开发激子电路提供了平台。
2024-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Localization and interaction of interlayer excitons in MoSe$_2$/WSe$_2$ heterobilayers
本文在MoSe$_2$/WSe$_2$异质双层中识别出缺陷态和莫尔势两类势阱，揭示了它们对层间激子局域化及双激子形成的温度与激发条件的影响。
2023-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Proximity-induced charge density waves in a moiré heterobilayer
Imperial College London（帝国理工学院）
通过第一性原理计算，发现扭转NbSe2/MoSe2双层中邻近效应可在MoSe2层诱导出非均匀的电荷密度波，主导机制为层间Se原子空间位阻排斥，且强度敏感于层间距离。
2026-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Relaxation-driven flat bands and topology in moiré transition metal dichalcogenide heterobilayers
University of Minnesota（明尼苏达大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Boston College（波士顿学院）
该研究针对摩尔TMD异双层，开发了分解晶格弛豫的连续介质模型，揭示其拓扑由本征弛豫驱动，发现赝磁场可产生陈数±1的能隙，为拓扑材料及相关量子态研究提供新框架。
2026-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Theory of moiré magnetism and multi-domain spin textures in twisted Mott insulator - semimetal heterobilayers
该研究针对范德华异质结实验进展，通过推导有效自旋模型与蒙特卡洛模拟，探究莫特绝缘体-半金属莫尔超晶格的涌现磁性，揭示堆叠依赖的层间近藤作用对多畴磁有序的调控机制。
2024-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Harmonic to anharmonic tuning of moiré potential leading to unconventional Stark effect and giant dipolar repulsion in WS$_2$/WSe$_2$ heterobilayer
本文通过栅极电压和光功率在 WS$_2$/WSe$_2$ 异质双层中实现莫尔势非谐调调控，观察到非常规斯塔克效应、二十倍激子寿命可调性及增强五倍的巨偶极排斥蓝移。
2023-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Twist angle dependent interlayer transfer of valley polarization from excitons to free charge carriers in WSe$_2$/MoSe$_2$ heterobilayers
本研究在扭转WSe$_2$/MoSe$_2$异质双层中发现谷极化从激子到自由载流子的扭角依赖层间转移机制，大扭角下谷极化及寿命提升超两个数量级，可实现栅极可调的MoSe$_2$自由载流子谷极化。
2023-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Moiré-Tunable Localization of Simultaneous Type I and Type II Band Alignment in a MoSe2/WS2 Heterobilayer
该研究结合GW-BSE计算与tr-ARPES测量，揭示MoSe2/WS2异质双层随扭转角变化可呈现I型或I/II型共存能带对齐，并解释其激子与吸收峰机制。
2025-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Valley-polarized Exitonic Mott Insulator in WS2/WSe2 Moiré Superlattice
本研究在WS2/WSe2莫尔超晶格中发现谷极化激子莫特绝缘体态，证实其激子-激子排斥能为30-40 meV，谷极化增强近一个数量级，为探索新型关联态提供平台。
2023-08-24 cond-mat.mes-hall
Field-induced hybridization of moiré excitons in MoSe$_2$/WS$_2$ heterobilayers
本研究通过实验与理论结合，利用电场和磁场调控MoSe$_2$/WS$_2$异质结构中层内和层间莫尔激子的杂化，实现了能带排列类型交叉，并建立有效理论模型解释了该现象。
2024-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-linear and negative effective diffusivity of optical excitations in moiré-free heterobilayers
本文研究了无莫尔异质双层中层间激子的扩散，发现其线性扩散系数极高，并揭示了激子排斥与湮灭对非线性传播的等效贡献及等离子体转变中的负有效扩散现象。
2023-08-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Double exchange, itinerant ferromagnetism and topological Hall effect in moiré heterobilayer
该研究构建 MoTe$_2$/WSe$_2$ 莫尔异质双层模型，揭示双交换、Kondo 耦合与自旋辅助跃迁如何产生非共线自旋及拓扑霍尔效应。
2023-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Moiré Intralayer Excitons in a MoSe$_2$/MoS$_2$ Heterostructure
具有长程周期的空间周期性结构，称为莫尔图案，可以在单层之间存在小的堆叠角或晶格失配的情况下在范德华双层中获得。理论预测表明，由此产生的空间周期性变化的能带结构修改过渡金属二硫属化物异质结构的内部和层间激子的光学性质。在这里，我们报告的MoSe $_2$ /MoS $_2$异质双层封装在六方氮化硼中形成的莫尔图案的影响。周期性的面内势导致MoSe $_2$激子和激子在发射和吸收光谱中分裂。观测到的分裂峰之间的能量差与理论预测完全一致。
2018-11-08 cond-mat.mes-hall
Highly tunable quantum light from moiré trapped excitons
光子反聚束是量子光的一个标志，在孤立的原子和类原子固态系统中的光的相关中已经观察到。二维半导体异质结构提供了一种独特的方法来创建量子光源：异质双层中的小晶格失配或相对扭曲可以为激子创建莫尔陷阱势，预计这些激子将创建量子发射器阵列。虽然已经观察到莫尔陷阱激子的签名，但它们的量子性质尚未得到证实。在这里，我们报告光子反聚束从单一的云纹陷阱层间激子在异质双层。通过偏振分辨磁光光谱，我们证明了离散的非谐谱来自束缚带边电子-空穴对被束缚在莫尔势中。最后，使用平面外电场，我们利用层间激子的大永久偶极子来实现量子发射器的高达40 meV的大DC斯塔克调谐。我们的研究结果证实了莫尔限制激子的量子性质，并为研究它们的不均匀性和发射体之间的相互作用或将单个发射体调谐到与腔模或其他发射体共振提供了机会。
2020-01-15 cond-mat.mes-hall
Interplay between topology and electron-electron interactions in the moiré MoTe$_{\mathrm{2}}$/WSe$_{\mathrm{2}}$ heterobilayer
本研究针对莫尔MoTe₂/WSe₂异质双层，采用含库仑作用的有效两带模型结合两种数值方法，揭示了位移场调控下的两次相变及拓扑相相关规律，为相关实验提供理论参考。
2025-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Berry curvature contribution towards $ 1s-2p_{\pm} $ interlayer exciton ultrafast transition within a $R-WSe_{2}/MoSe_{2} $ heterobilayer
本文计算了R堆叠WSe₂/MoSe₂异质双层中层间激子光谱，揭示了Berry曲率对2p±态劈裂的影响及其与介电环境和扭转角的关系，并确定了1s-2p±跃迁的极化率。
2024-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Flipping exciton angular momentum with chiral phonons in MoSe$_2$/WSe$_2$ heterobilayers
确定量子数来标记基元激发对于正确描述固体中的光-物质相互作用是必不可少的。在诸如MoSe $_2$或WSe $_2$的单层半导体过渡金属二硫属化物（TMD）中，大多数光电现象通过用沿着层的法线（S $_z$）的自旋投影标记电子和空穴状态来很好地描述。相反，对于WSe $_2$ /MoSe $_2$界面，最近的实验表明，采用S $_z$作为量子数不是一个很好的近似，并且需要始终考虑自旋混合。在这里，我们认为这些系统的正确量子数不是S $_z$，而是总角动量的$z$分量-- J $_z$ = L $_z$ + S $_z$ --与C $_3$旋转晶格对称性相关联，它假定对应于模3的半整数值。我们通过观察手性光学声子介导的强烈谷间散射实验验证了这一结论-尽管携带角动量1 -引起激子的共振谷间跃迁，角动量差为2。
2020-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Lattice reconstruction in MoSe$_2$-WSe$_2$ heterobilayers synthesized by chemical vapor deposition
本研究通过原子尺度成像、模拟和光谱方法，揭示了化学气相沉积合成的MoSe$_2$-WSe$_2$异质双层中晶格重构导致莫尔图案消失并形成周期性畴阵列，展示了其在单一原子配准或激子限制应用中的潜力。
2023-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum anomalous Hall effect and electric-field-induced topological phase transition in AB-stacked MoTe${}_2$/WSe${}_2$ moiré heterobilayers
我们提出了一种新的机制来解释量子反常霍尔（QAH）效应和电场诱导的拓扑相变在AB堆叠的MoTe ${}_2$ /WSe ${}_2$莫尔异质双层膜在$ν=1$孔填充.我们认为QAH态的Chern带是由两个谷数相反的最高的两个莫尔孔带和两个库仑相互作用驱动的磁序引起的带隙开口组成的内禀带反转产生的。这些磁序，包括面内$120^{\circ}$ -Néel序和面内铁磁序，通过相应的面内交换场与莫尔带相互作用。Néel序保证了绝缘能隙，铁磁序导致了非零的Chern数，这两种序都有助于时间反演对称性破缺。Néel有序是由Hartree-Fock交换相互作用获得的，铁磁有序的形成归因于层间激子凝聚和激子铁磁性.激子铁磁性可以通过激子玻色-哈伯德物理和Berezinskiii-Kosterlitz-Schloss跃迁来证明。在低电场下，平衡态是莫特绝缘体状态。在一定的电场作用下，由空穴占据带和激子凝聚组成的关联绝缘态成为新的电致稳定相，并随着铁磁有序的出现而发生拓扑相变.讨论了本理论与实验观测之间的一致性。实验观察，包括自旋极化/谷相干性质的QAH状态，在拓扑相变，倾斜的自旋纹理，和绝缘体到金属的过渡的情况下，电荷间隙闭合解释的机制。
2022-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
