Zeeman spectroscopy of excitons and hybridization of electronic states in few-layer WSe$_2$, MoSe$_2$ and MoTe$_2$
半导体过渡金属二硫属化物（TMDC）的单层和多层膜提供了一个理想的平台，探索谷选择性物理与谷电子学和信息处理的有前途的应用。在这里，我们操纵的能量简并的$\mathrm{K}^+$和$\mathrm{K}^-$谷在几层TMDC。我们进行高场磁反射光谱的WSe $_2$，MoSe $_2$，和MoTe $_2$晶体的厚度从单层到批量限制下的磁场高达30 T垂直于样品平面。由于强的自旋层锁定，基态A激子表现出具有负$g$因子的单层状谷塞曼分裂，当晶体从体变薄到单层时，其幅度单调增加。使用$\mathbf{k\cdot p}$计算，我们表明，所观察到的不同材料的$g$ -因子的演变很好地占电子状态的杂化在$\mathrm{K}^+$和$\mathrm{K}^-$谷。随着层间相互作用的增加，由层间相互作用引起的价带和导带态的混合会降低$g$因子的大小。MoTe $_2$的影响最大，其次是MoSe $_2$，WSe $_2$的影响最小。关键词：MoSe $_2$，WSe $_2$，MoTe $_2$，谷塞曼分裂，过渡金属二硫族化合物，激子，磁光学。
2018-11-19 cond-mat.mes-hall
Experimental realisation of Dual Periodicity Moiré Superlattice in a MoSe$_2$/WSe$_2$ Heterobilayer
范德华异质结构中的莫尔结构导致了包括扭曲双层石墨烯中的超导性和过渡金属二硫属化合物异质双层膜中的光学可达强关联电子态等涌现现象。在多层结构中形成的双周期性莫尔结构（DPMS）导致了TBG中的铁磁性和多个二次狄拉克点。虽然原则上可以在双层中获得DPMS，但还没有明确的实验证据。在本文中，我们提出的签名的扭曲MoSe $_2$ /WSe $_2$双层的共振拉曼光谱显示。我们观察到带折叠的声学和光学声子模式的波矢量的两倍的莫尔波矢量，双周期性莫尔异质结构的证据。这些结果同时开辟了新的新兴现象和光学方法表征DPMS在广泛的范德瓦尔斯异质结构的机会。
2020-09-16 cond-mat.mes-hall
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
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
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
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
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
Orbital, spin and valley contributions to Zeeman splitting of excitonic resonances in MoSe$_2$, WSe$_2$ and WS$_2$ monolayers
我们提出了一个全面的光学研究的激子塞曼效应在过渡金属二硫属化物单分子膜，这是讨论比较选定的材料：MoSe $_2$，WSe $_2$和WS $_2$。我们引入一个简单的半唯象描述的磁场演化的基本子带中的单个电子态考虑三个附加组件：谷，自旋和轨道项。我们证实了所提出的描述的有效性，通过检查塞曼分裂的中性和带电的激子共振吸收型光谱。所有三项的值都是根据实验数据估计的，证明了谷项对于一致描述光学共振（特别是对应于带电状态的共振）的磁场演化的重要性。所建立的模型进一步利用磁致发光数据的讨论。我们提出了一个解释所观察到的大g-因子值的低能量发射线，由于所谓的绑定/本地化的激子在钨基化合物中，基于暗激子态的增亮机制。
2018-03-01 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
Coherent exciton-exciton interactions and exciton dynamics in a MoSe\textsubscript{2}/WSe\textsubscript{2} heterostructure
激子之间的相干耦合是多体相互作用的核心，过渡金属二硫属化物（TMD）异质结构作为研究这些相互作用的新兴平台。我们采用多维相干光谱的单层MoSe \textsubscript{2} /WSe \textsubscript{2}异质结和观察相干耦合激子空间定位在单层MoSe $_2$和WSe $_2$。通过多体光谱，我们进一步观察到了自由层间电子空穴对的吸收态。这一观察结果产生的层间激子结合能约250毫电子伏的光谱测量。
2021-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Proximity exchange effects in MoSe$_2$ and WSe$_2$ heterostructures with CrI$_3$: twist angle, layer, and gate dependence
二维范德华异质结构中的邻近效应提供了可控的方法来定制相邻材料的电子能带结构。交换邻近对于使材料具有磁性而不承载磁性离子特别重要。这种合成磁体可用于研究高迁移率2D材料中的磁输运，或高吸收性标称半导体中的磁光。使用第一性原理计算，我们表明，在单层MoSe $_2$和WSe $_2$由于铁磁单层碘化铬$_3$的邻近交换可以调整（甚至定性）通过扭曲和门控。值得注意的是，当使用反铁磁CrI $_3$双层时，邻近交换保持不变，为层状反铁磁体的光学和电学检测铺平了道路。有趣的是，邻近交换与相邻反铁磁层的交换相反。最后，我们表明，交换接近被限制在邻近层的CrI $_3$，并添加一个分离hBN屏障大大降低了邻近效应。我们补充我们的从头算结果与紧束缚建模和解决贝特-萨尔彼得方程提供实验验证的光学签名（激子光谱）的邻近交换效应。
2019-09-02 cond-mat.mes-hall
Up- and Down-Conversion between Intra- and Inter-Valley Excitons in Waveguide Coupled Monolayer WSe2
在单层（1L）过渡金属二硫属化物（TMD）半导体中存在两个自旋分裂谷，支持根据自旋和谷量子数分类的多功能激子物种。虽然自旋为0的谷内激子（称为“亮”激子）很容易观察到，但其他类型的激子，如自旋为1的谷内激子（自旋为暗）和自旋为0的谷间激子（动量为暗）更难以获得。在这里，我们开发了波导耦合1L二硒化钨（WSe2）设备来探测这些激子物种。特别是，TM耦合到原子层的面外偶极矩使我们不仅能够有效地收集，而且还共振填充自旋1暗激子，有望开发具有长谷寿命的设备。我们的工作揭示了几个上转换过程，带来了一个复杂的耦合网络连接自旋0和自旋1谷内和谷间激子，表明谷间散射和自旋翻转是非常常见的过程中的原子层。这些实验结果加深了我们对二硒化钨激子物理的理解，并说明平面光子器件能够利用TMD半导体中的多功能激子物种。
2020-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Localized bright luminescence of indirect excitons and trions in MoSe$_2$/WSe$_2$ van der Waals heterostructure
半导体异质结构中的间接激子（IX）是玻色子，可以冷却到量子简并温度以下，并且可以通过电压和光进行有效控制。IX量子玻色气体和IX器件在GaAs异质结构中进行了探索，其中IX的存在范围限于低温，因为IX结合能低。范德华过渡金属二硫属化物（TMD）异质结构中的IX的特征在于大的结合能，这为探索激子量子气体和在高温下创建激子器件提供了机会。TMD异质结构也为研究单激子现象和少粒子复合物提供了一个新的平台。在这项工作中，我们目前的研究，在MoSe $_2$ /WSe $_2$异质结构的IX和报告的两个IX发光线的能量分裂和温度依赖性，确定他们为中性和带电IX。实验发现的间接带电激子（即间接三离子）的结合能接近TMD异质结构中负间接三离子的计算结合能28 meV [Deilmann，Thygesen，Nano Lett. 18，1460（2018）]。我们还报道了在低温下实现发光线宽达到4~meV的IXs。在局域化的斑点中观察到IX发光强度的增强和窄线宽。
2019-11-20 cond-mat.mes-hall
Ultrafast pseudospin quantum beats in multilayer WSe$_2$ and MoSe$_2$
具有六边形对称性的层状范德华材料为它们的电子提供了额外的自由度，即所谓的谷指数或谷赝自旋。这个量在概念上表现得像电子自旋，因此创造了谷电子学这个术语。在这种情况下，半导体过渡金属二硫属化物（TMDC）的组是特别有吸引力的，由于大的自旋轨道相互作用和直接带隙在K点的六边形布里渊区。在这项工作中，我们提出的激子跃迁的单层和多层WSe $_2$和MoSe $_2$材料的时间分辨法拉第椭圆率（TRFE）与面内磁场，$B_{\parallel}$，高达9 T的调查。在单层样品中，测得的TRFE时间轨迹几乎是独立的$B_{\parallel}$，这证实了接近零的面内激子$g$因子$g_\parallel$，符合第一性原理计算。与此形成鲜明对比的是，我们观察到显着的时间振荡多层样品$B_{\parallel}>0$。值得注意的是，提取的面内$g_\parallel$非常接近所报道的材料的面外激子$g$因子，即分别用于WSe $_2$和MoSe $_2$多层膜中的1s A激子的$|g_{\parallel 1s}|=3.1\pm 0.2$和$2.5\pm0.2$。我们的第一性原理计算很好地证实了多层样品的非零$g_{\parallel}$的存在。我们提出多层样品中振荡的TRFE信号是由激子的赝自旋量子拍引起的，这是多层样品中自旋和赝自旋层锁定的表现。我们的研究结果表明，超快赝自旋旋转在GHz至太赫…
2022-04-26 cond-mat.mes-hall
Lasing of Moiré Trapped MoSe$_2$/WSe$_2$ Interlayer Excitons Coupled to a Nanocavity
将hBN封装的MoSe$_2$/WSe$_2$异质双层集成到高品质纳米腔中，实现了moiré陷阱层间激子的激射，发现其具有阈值行为和超线性功率依赖性，为低功耗纳米光子器件提供了新视角。
2024-07-28 cond-mat.mes-hall
Piezoelectric networks and ferroelectric moiré superlattice domains in twistronic WS$_2$/MoS$_2$ and WSe$_2$/MoSe$_2$ bilayers
扭转范德华异质结构为纳米材料的工程光电性能提供了令人兴奋的机会。在这里，我们使用多尺度建模研究捕获的载流子和激子的铁电极化和压电电荷的畴结构的双电子WX $_2$ /MoX $_2$双层膜（X=S，Se）。对于几乎对齐的2 H-型双层，我们发现，空穴和电子被困在相反的- WMo和XX（钨钼{ \it与}覆盖硫族元素）-角的蜂窝状域壁网络，交换其位置在一个扭曲角$0.2^{\circ}$，与XX角提供$30$ \，毫电子伏深陷阱的层间激子的所有角度。在3R型双层中，电子和空穴都被捕获在三角形“3R堆叠”域中，其中WX $_2$硫属元素设置在MoX $_2$层上，其充当对于扭转角$\lesssim 1^{\circ}$的层间激子的$130$ \，meV深量子盒，对于朝向域壁网络XX堆叠位点的较大角度偏移。
2021-02-04 cond-mat.mes-hall
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
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
Multipath optical recombination of intervalley dark excitons and trions in monolayer WSe$_2$
已知过渡金属二硫属化物（TMD）中的激子和激子（或激子-极化子）主要通过谷内跃迁衰减。电子空穴复合跨越不同的山谷也可以发挥重要作用的激子动力学，但谷间跃迁很少观察到单层TMD，因为他们违反了动量守恒。在这里，我们揭示了暗激子和trions通过一个以上的路径在单层WSe $_2$谷间复合。我们观察到谷间暗激子，它可以通过缺陷散射或手征声子发射的帮助下复合。我们还发现，一个trion可以在两个不同的路径衰减-通过intravalley或intervalley电子空穴复合-到两个不同的最终谷态。虽然这两条路径都是能量简并的，但我们可以通过在磁场作用下提升谷简并来区分它们。此外，谷内和谷间的三振子跃迁分别耦合到带中心和带角的手征声子，产生不同的声子副本。暗激子和trions观察到的多径光学衰减提供了很多洞察trions的内部量子结构和复杂的激子相互作用与缺陷和手性声子在单层谷半导体。
2020-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coherent dynamics and mapping of excitons in single-layer MoSe$_2$ and WSe$_2$ at the homogeneous limit
我们进行相干非线性光谱激子在单层的MoSe $_2$和WSe $_2$之间的薄膜的六方氮化硼封装。采用四波混频显微镜，我们确定几乎无序的自由领域，在均匀的限制产生激子的光学响应。专注于这些领域，我们测量激子均匀加宽的环境因素，即温度和激子密度的函数。利用四波混频成像，我们发现在这样的位置，激子激发态的非线性吸收和它们的相干耦合可以观察到。利用WSe $_2$异质结，我们推断了激子2S态的相干性和密度动力学。由于其增加的辐射寿命，在低温下，2S态的退相比1S跃迁的更长。虽然扫描各种异质结构在几十微米，我们得出结论，主要是由应变变化引起的障碍，仍然存在创造空间变化的不均匀加宽。
2020-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Amplification of interlayer exciton emission in twisted WSe$_2$/WSe$_2$/MoSe$_2$ heterotrilayers
本研究制备不同扭转角的WSe$_2$/WSe$_2$/MoSe$_2$异质三层膜，通过引入额外WSe$_2$单层提供新吸收与载流子传输路径，实现层间激子发射超一个数量级增强，为二维量子材料光电子应用提供支撑。
2023-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Engineering nonlinear spin-orbit torque driven by intra-band transport in MoSe$_2$/CrI$_3$ and WSe$_2$/CrI$_3$ van der Waals heterostructures
Faculty of Science, Department of Physics, Shahid Chamran University of Ahvaz（阿瓦士沙希德·恰姆兰大学理学院物理系）；School of Quantum Physics and Matter, Institute for Research in Fundamental Sciences (IPM)（基础科学研究所量子物理与物质学院）；Department of Physics, Zhejiang Normal University（浙江师范大学物理系）
本研究通过理论分析揭示TMDC/CrI$_3$异质结中非线性带内跃迁主导的自旋轨道转矩，发现其符号和大小受化学势、掺杂及材料调控，为超薄低功耗自旋电子器件提供新平台。
2026-09-28 cond-mat.mes-hall
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
Twist Angle Dependence of Exciton Resonances in WSe$_2$/MoSe$_2$ Moiré Heterostructures
该研究结合光致发光激发光谱与微观理论，系统考察扭转WSe2/MoSe2异质双层中层内、层间激子随扭转角的变化，揭示约100 meV红移及能带偏移的扭转角依赖。
2023-09-28 cond-mat.mes-hall
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
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
Electrically tunable MoSe$_2$/WSe$_2$ heterostructure-based quantum dot
Wrocław University of Science and Technology（弗罗茨瓦夫科技大学）；University of Ottawa（渥太华大学）；University of Regensburg（雷根斯堡大学）
基于密度泛函理论和紧束缚模型，研究了电可调MoSe$_2$/WSe$_2$异质结构中量子点的电子结构，揭示了垂直电场对谷极性和占据的控制。
2024-12-20 cond-mat.mes-hall
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
The valley Zeeman effect in inter- and intra-valley trions in monolayer WSe$_2$
单层过渡金属二硫属化物（TMD）利用电子自旋和谷赝自旋的组合，为未来的信息处理应用提供了巨大的希望。这种独特的自旋系统导致观察到谷塞曼效应的中性和带电激子共振下施加磁场。然而，报道的三离子谷塞曼分裂值在研究中仍然高度不一致。在这里，我们利用高品质的hBN封装单层WSe $_2$，使谷间和谷内trion光致发光的同时测量。我们发现每个trion态的谷塞曼分裂只能用三个不同的g因子的组合来描述，一个来自激子样的谷塞曼效应，另外两个是trion特异的，与过量电子的反冲有关的g因子。这个复杂的图像明显超出了中性激子的谷塞曼效应，并且消除了围绕钨基TMD单层中的Trions的磁光响应的不确定性。
2018-11-21 cond-mat.mes-hall
Exciton-polarons in the presence of strongly correlated electronic states in a MoSe$_2$/WSe$_2$ moiré superlattice
二维莫尔材料为研究强关联电子态提供了一个高度可调的平台。这种涌现的多体现象可以在叠置两层过渡金属二硫族化物半导体的莫尔系统中进行光学探测：光学注入的激子可以与占据窄莫尔带的巡回载流子相互作用，形成对强相关敏感的激子-极化子。在这里，我们调查的费米海局部化的云纹超晶格的二硒化钼（MoSe $_2$）/二硒化钨（WSe $_2$）扭曲异质双层修饰的激子的行为。在莫尔晶格的大量分数填充中，我们观察到电子和空穴有序地进入稳定的相关电子态。磁光测量揭示了非凡的塞曼分裂的激子极化子由于交换相互作用的相关孔阶段，与最大值接近的相关状态在一个孔每个网站。塞曼分裂的温度依赖性揭示了反铁磁有序的相关孔在很宽的范围内的分数填充。我们的结果说明了激子极化子在强关联电子态存在下的性质，揭示了MoSe $_2$ /WSe $_2$平台在研究费米-哈伯德和玻色-哈伯德物理方面的巨大潜力.
2022-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Signatures of moiré-trapped valley excitons in MoSe$_2$/WSe$_2$ heterobilayers
在晶体固体中产生莫尔图案是操纵其电子性质的有力方法，这些电子性质从根本上受到周期性势场的影响。在2D材料中，具有超晶格势的莫尔图案可以通过垂直堆叠具有扭曲和/或有限晶格常数差的两层材料来形成。这种独特的方法导致了涌现的电子现象，包括分形量子霍尔效应，可调莫特绝缘体，和非常规的超导性。此外，理论预测了2D谷半导体中莫尔势对光激发的有趣影响，但这些特征尚未被实验检测到。在这里，我们报告的实验证据的层间谷激子被困在MoSe $_2$ /WSe $_2$异质双层膜中的莫尔电位。在低温下，我们观察到的光致发光附近的自由层间激子的能量，但超过100倍窄的线宽。发射极g因子在同一样品上是均匀的，并且在扭转角分别接近60°和0°的样品中仅取两个值，-15.9和6.7。的g-因子匹配的自由层间激子，这是由两个可能的谷配对配置之一。在接近20°的扭转角下，发射器变得两个数量级的调光器，但值得注意的是，它们具有与接近60°的异质双层相同的g因子。这与层间激子在21.8°扭转角附近的Umklapp复合一致。发射体表现出很强的圆极化，这意味着捕获势保持了三重旋转对称性。连同功率和激发能依赖性，所有证据都指向它们的起源，即层间激子被困在具有继承的谷对比物理学的平滑莫尔势中。
2018-09-12 cond-mat.mes-hall
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
Unveiling Ultrafast Spin-Valley Dynamics and Phonon-Mediated Charge Transfer in MoSe$_{2}$/WSe$_{2}$ Heterostructures
本文利用螺旋度分辨超快瞬态吸收光谱研究MoSe$_{2}$/WSe$_{2}$异质结构，揭示声子介导的层间电荷转移及自旋-能谷极化保持机制，为二维异质结构中极化激子的超快操控奠定基础。
2024-11-21 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Emerging Photoluminescence from the Dark-Exciton Phonon Replica in Monolayer WSe2
基于钨的单层过渡金属二硫属化物具有长寿命的暗激子，即处于自旋三重态构型的电子-空穴对。暗激子的长寿命和独特的自旋性质为探索电偶极跃迁以外的光-物质相互作用提供了令人兴奋的机会。在这里，我们证明了暗激子和光学沉默的手征声子的耦合，使暗激子副本在单层WSe 2的固有光致发光。依赖于门和磁场的PL测量揭示了位于暗激子下方21.6 meV的圆极化复制峰，等于来自Se振动的E”声子能量。第一性原理计算表明，激子-声子相互作用选择性地将自旋禁止的暗激子耦合到谷内自旋允许的亮激子上，从而使手征声子和圆偏振光子同时发射.我们对声子复制的发现和理解揭示了声子和光子的手性决定的发射通道，揭示了操纵谷自旋的新途径。
2019-05-10 cond-mat.mes-hall
Optical dipole orientation of interlayer excitons in MoSe$_{2}$-WSe$_{2}$ heterostacks
本文报道了在1.7 K ~ 20 K温度范围内用后焦平面成像法测量的MoSe $_{2}$ -WSe $_{2}$异质结中层间激子的远场光致发光强度分布。通过比较的数据与分析模型描述的偶极发射模式在介电环境中，我们能够获得的相对贡献的层间激子光子发射相关的面内和面外跃迁偶极矩。我们确定所有观察到的层间激子跃迁的跃迁偶极矩为（99 $\pm$ 1）%的平面内的R-和H-型堆叠，独立的激发功率，因此在实验研究范围内的激子系综的密度。最后，我们讨论了所提出的测量技术的局限性，观察激子系综的相关效应。
2021-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Helicity resolved Raman scattering of MoS2, MoSe2, WS2 and WSe2 atomic layers
二维半导体过渡金属二硫族化合物（TMDC）（Mo，W）（S，Se）2中的二重谷简并度适用于“谷电子学”，即利用谷自由度存储和操纵信息。这些二维晶体单层中发光光子螺旋度的守恒已被广泛认为是载流子谷极化的基准指标。在这里，我们进行螺旋分辨拉曼散射的TMDC原子层。在激烈的对比发光，占主导地位的一阶区中心拉曼带，包括低能量的呼吸和剪切模式，以及较高能量的光学声子，被发现要么保持或完全切换入射光子的螺旋度。这些实验观察，除了提供一个有用的工具，表征TMDC原子层，揭示了光子螺旋度和谷偏振之间的连接新的光。
2015-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Controlling the Atomic Reconstruction in Twisted MoSe$_2$/WSe$_2$ with a Monolayer hBN Spacer
Walter Schottky Institute and Physics Department, TU Munich（慕尼黑工业大学瓦尔特·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）；Department of Materials Science and Engineering, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院材料科学与工程系）；MIT.nano, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院MIT.nano）；Research Center for Electronic and Optical Materials, National Institute for Materials Science（国家材料研究所电子与光学材料研究中心）；Research Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science（国家材料研究所材料纳米架构研究中心）
本研究利用单层或双层hBN间隔层抑制扭转MoSe₂/WSe₂异质双层的原子重构，提升结构均匀性，为相关光电及多体现象研究提供了有效方案。
2026-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Twist Angle Dependent Ultrafast Transient Dynamics of MoSe$_2$/WSe$_2$ van der Waals Heterostructures beyond the Exciton Mott Transition
本文通过超快泵浦-探测光谱研究大扭转角MoSe$_2$/WSe$_2$异质结在Mott转变以上的载流子动力学，发现公度角处层间复合时间与俄歇复合强度均最小，揭示大扭转角对光电器件设计的重要性。
2025-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
CVD Grown Hybrid MoSe$_2$-WSe$_2$ Lateral/Vertical Heterostructures with Strong Interlayer Exciton Emission
Friedrich Schiller University Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）；Technical University Darmstadt（达姆施塔特工业大学）；Ulm University（乌尔姆大学）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）
本文通过CVD法合成MoSe₂-WSe₂异质结构，展示其强层间激子发射特性，为二维量子材料的基础研究和应用提供新途径。
2026-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Rydberg series of dark excitons and the conduction band spin-orbit splitting in monolayer WSe$_2$
强库仑关联与多谷电子带的自旋轨道相互作用和可能的新的光电应用的存在下，在过渡金属二硫属化物（TMD）的单层半导体结构中的激子的丰富的物理研究的核心。在本征TMD单层中，基本的谷内激子由来自价带顶部的空穴和来自较低或较高自旋轨道分裂导带子带的电子形成：这些激子中的一个是光学活性的，第二个是“暗”的，尽管在特殊条件下可能观察到。在这里，我们证明了在单层WSe $_2$，除了出现在高面内磁场中测量的光致发光光谱中的传统的亮激子系列的S-系列的里德伯暗激子状态。亮和暗里德伯激子的能量阶梯的比较被证明是一种方法来实验评估的TMD单层中的丢失的带参数之一：导带的自旋轨道分裂的振幅。
2021-02-24 cond-mat.mes-hall
Resolving High-Energy States of Interlayer Excitons in MoSe$_2$/WSe$_2$ Heterostructures
Technische Universität Berlin（柏林工业大学）；University of Central Florida（中佛罗里达大学）；Institute of Theoretical Physics, University of Regensburg（雷根斯堡大学理论物理研究所）
研究采用光致发光激发光谱，解析MoSe₂/WSe₂异质结构中层间激子的类里德伯高能态，发现其受扭转角影响弱，相关计算验证了共振峰归属，为探测该类高能态提供了实验方法。
2026-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strong manipulation of the valley splitting upon twisting and gating in MoSe$_2$/CrI$_3$ and WSe$_2$/CrI$_3$ van der Waals heterostructures
通过第一性原理计算，研究了单层过渡金属二硫属化物（TMDC）MoSe $_2$和WSe $_2$中由于VdW耦合到铁磁半导体CrI $_3$而引起的邻近诱导交换耦合的扭曲角和栅极依赖性.一个模型的哈密顿量，捕捉相关的带边在$K/K^{\prime}$谷的接近TMDC，被用来量化的接近诱导的交换。当从0°扭转到30°时，我们发现TMDC价带（VB）边缘交换分裂从约$-2$转变为$2$ meV，而导带（CB）边缘交换分裂在约$-3$ meV处几乎保持不变。对于WSe $_2$（MoSe $_2$）在CrI $_3$上的VB，交换偶联在约8°（16°）处改变符号。我们发现，即使在几乎为零的VB自旋分裂的角度，在带边的实空间自旋极化分布的孔是高度不均匀的，交替自旋和自旋下降轨道。此外，一个巨大的可调谐性的邻近诱导的交换耦合提供了几个V/nm的横向电场。我们补充我们的\textit{ab initio}的结果，通过计算激子谷分裂提供实验验证的光学签名的邻近交换。具体而言，我们预测，谷分裂几乎线性增加的扭曲角的函数。此外，邻近交换通过选通是高度可调的，允许在WSe $_2$ /CrI $_3$中在0至12 meV的范围内定制谷分裂，这相当于高达约60特斯拉的外部磁场。我们的研究结果突出了在实验几何形状中采用磁性VDW异质结构时，扭曲角和门控的重要影响。
2023-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Excitonic response in TMD heterostructures from first-principles: impact of stacking, twisting, and interlayer distance
本研究基于第一性原理多体微扰理论，分析堆叠、扭转对TMD异质双层激子特性的影响，发现布里渊区全跃迁效应可实现激子态反转，为量子信息与光传感应用提供支撑。
2024-07-01 cond-mat.mes-hall
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
Quadrupolar and Dipolar Excitons in Bilayer 2$H$-MoSe$_2$
本研究在双层2H-MoSe2中实验观测到四极子激子，发现其能量随电场二次红移，归因于层间空穴隧穿介导的谷内和谷间杂化，为电场可调多体激子研究提供了平台。
2025-03-25 cond-mat.mes-hall
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
Observation of Long-Lived Interlayer Excitons in Monolayer MoSe2-WSe2 Heterostructures
二维（2D）材料，如石墨烯1，氮化硼2和过渡金属二硫属化物（TMD）3-5，在原子单层极限下引发了器件物理和技术应用的广泛兴趣。这些2D单层可以通过精确控制堆叠在一起，以形成新功能的新型范德华异质结构2，6-9。一种高度令人垂涎但尚未实现的异质结构是具有II型能带结构的不同单层TMD 10 -12。它们的应用潜力取决于键合单层的制造、理解和控制，其中束缚电子和空穴位于单个单层中，即层间激子。在这里，我们报告的第一个观察层间激子单层MoSe 2-WSe 2异质结构的光致发光和光致发光激发光谱。层间激子的能量和发光强度是高度可调的所施加的垂直栅极电压，这意味着异质结带排列的电控制。使用时间分辨的光致发光，我们发现层间激子是长寿命的，寿命约为1.8 ns，比层内激子长一个数量级13 -16。我们的工作证明了光泵层间电极化的强度的能力，并引发立即探索层间激子的凝聚现象，以及在2D发光二极管，激光器和光伏器件的新应用。
2014-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Localisation-to-delocalisation transition of moiré excitons in WSe$_2$/MoSe$_2$ heterostructures
本研究利用微光致发光技术探究WSe$_2$/MoSe$_2$异质结构中莫尔激子随温度变化的特性，发现激子在120 K以上从莫尔势阱退陷转变为自由层间激子，确立了莫尔超晶格中激子受限特性的条件。
2023-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Direct Observation of Gate Tunable Dark Trions in Monolayer WSe2
钨基过渡金属二硫属化合物（TMDCs）中的自旋禁戒谷内暗激子，由于其独特的自旋织构和长寿命，引起了人们的极大兴趣。在这里，我们表明，我们可以控制暗激子静电敷料与一个自由电子或自由空穴，形成暗trions。由氮化硼（BN）封装的单层WSe 2器件在低温下的独特的磁光致发光光谱图案建议暗trions的存在。通过后焦平面成像直接分辨出暗三振子的辐射方向图，进一步获得了暗三振子存在的明确证据。暗激子具有约15 meV的结合能，并且它继承了暗激子的长寿命和大g因子。有趣的是，在面外磁场作用下，用一个自由电子或空穴修饰暗激子会导致发射声子的谷极化明显不同，这是由于电子和空穴的谷间散射机制不同所致.最后，通过控制栅电压，可以进一步将正暗三能级的寿命从~ 50 ps调谐到~ 215 ps。门可调暗三极管为激子光电子学和谷电子学带来了新的机遇。
2019-09-09 cond-mat.mes-hall
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
Spin-orbit-proximitized ferromagnetic metal by monolayer transition metal dichalcogenide: Atlas of spectral functions, spin textures and spin-orbit torques in Co/MoSe$_2$, Co/WSe$_2$ and Co/TaSe$_2$ heterostructures
由超薄铁磁金属（FM）和具有强自旋轨道（SO）耦合的材料组成的双层异质结构是自旋电子学中SO扭矩和自旋电荷转换非平衡效应的主要来源。我们演示了如何杂交的波函数的Co层和过渡金属二硫属化物（TMD）的单层--如半导体MoSe $_2$和WSe $_2$或金属TaSe $_2$ --可以导致显着的嬗变的电子和自旋结构的Co在一定距离内远离其界面与TMD，当相比，大量的Co或其表面与真空接触。这是由于邻近诱导的SO分裂的Co带编码的光谱函数和自旋纹理的单层，我们得到使用非共线密度泛函理论（ncDFT）结合平衡格林函数（GF）计算。事实上，SO分裂是存在的，由于结构反转的双层的不对称性，即使在TMD单层内的SO耦合被人为地关闭在ncDFT计算，但切换它使与邻近的CO层内的SO耦合的影响约5倍大。注入自旋非极化的电荷电流通过SO-接近的单层的Co产生非平衡自旋密度超过他们，使其与Co的磁化的交叉产品确定SO扭矩。通过第一性原理量子输运方法计算的SO扭矩，它结合了ncDFT与非平衡GF计算，可以用作筛选参数，以确定最佳组合的材料和它们的界面在自旋电子学中的应用。特别是，我们确定异质结构两个单层-Co/单层-WSe $_2$作为最佳的。
2020-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Kapitza-resistance-like exciton dynamics in atomically flat MoSe$_{2}$-WSe$_{2}$ lateral heterojunction
本研究在MoSe₂-WSe₂横向异质结中发现类卡皮查电阻的激子行为，实现单向激子流，提出激子卡皮查电阻概念，证明可通过近场工程等调控长程激子输运，为二维激子器件开发提供新途径。
2023-06-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Self-organised quantum dots in marginally twisted MoSe$_2$/WSe$_2$ and MoS$_2$/WS$_2$ bilayers
双电子异质结构中的莫尔超晶格是材料工程中的一个强有力的工具。在几乎晶格匹配的二维（2D）晶体的边缘扭曲（小错位角，$θ$）双层中，莫尔图案采取相称堆叠的畴的形式，由畴壁网络（NoDW）隔开，在NoDW节点处具有应变热点。在这里，我们表明，对于II型过渡金属dichalcogenide双层MoX $_2$ /WX $_2$（X=S，Se），在这些热点的流体静力学应变组件创建电子和空穴的量子点。我们调查的电子/空穴的状态约束这样的对象，讨论其表现形式通过层内带内红外跃迁。$θ<0.5^{\circ}$最强的电子/空穴约束导致它们的复合线红移，产生单光子发射体（SPE），通过失调角可在1.eV左右广泛地调谐。这些自组织点可以形成具有对齐和反转的MoX $_2$和WX $_2$晶胞的双层，发射具有不同偏振的光子。我们还发现，应变的热点降低层内MoX $_2$ A-激子能量，使选择性的量子点状态的人口。
2022-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
