Excitonic bound states in the continuum in van der Waals heterostructure metasurfaces
该研究探究范德华异质结构超表面中激子连续域束缚态的形成，提出通过激子发射率与超表面光学模式相消干涉抑制辐射损耗的机制，数值模拟证实珀塞尔因子可被抑制五个数量级以上，为量子光学和信息处理提供新可能。
2025-07-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Tip-induced excitonic luminescence nanoscopy of an atomically-resolved van der Waals heterostructure
利用低温扫描隧道显微镜以原子级分辨率探测范德华异质结构的本征发光，揭示了激子发射随纳米环境变化的规律，为原子尺度理解与控制莫尔超晶格光电现象奠定基础。
2022-04-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Tunable Magneto-Excitonic Coupling in Alloyed van der Waals Antiferromagnet
Wroclaw University of Science and Technology（弗罗茨瓦夫科技大学）；University of Warsaw（华沙大学）；Laboratoire National des Champs Magnétiques Intenses（强磁场国家实验室）；Université Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；Université Toulouse（图卢兹大学）；King’s College London（伦敦国王学院）
研究在范德华反铁磁体CrSBr中掺入氯对磁光相互作用的影响，结合磁光光谱与GW计算，发现Cl插入使激子波函数局域化，降低磁场诱导的能量重整化，确立成分合金化可调控范德华磁半导体磁光性质耦合。
2026-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Robust Excitonic Coherence Driven by In-Plane Anisotropy in a van der Waals Semiconductor
Université de Strasbourg, CNRS, Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg（斯特拉斯堡大学，法国国家科学研究中心，斯特拉斯堡材料物理与化学研究所）
本文直接测量了二维层状ReS2中各向异性激子的相干时间T_2和布居衰减时间T_1，发现其相干性对层厚、光密度和温度具有卓越鲁棒性，并支持ReS2具有直接带隙结构。
2026-10-09 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Distinctive g-factor of moire-confined excitons in van der Waals heterostructures
实验研究了高质量hBN/WS 2/MoSe 2/hBN异质结构在垂直磁场下近零扭转角的光致发光（PL）谱中激子峰的谷塞曼分裂。我们确定了两个中性激子峰的PL光谱：较低的能量表现出降低的g因子相对于较高的能量峰，和远低于最近报道的其他范德华（VDW）异质结构的层间激子的值。我们提供的证据表明，这样一个可辨别的g-因子源于空间限制的激子在潜在的景观所创建的莫尔图案，由于tolattice失配和/或层间扭曲的异质双层。这使得磁PL的一个重要工具，以达到更深层次的理解的效果上的激子限制在VDW异质结构的莫尔图案。
2022-04-04 cond-mat.mes-hall
Tunable Phases of Moiré Excitons in van der Waals Heterostructures
将过渡金属二硫属化物单层堆叠成具有有限扭转角的异质结构，产生具有可调周期性的人工莫尔超晶格。因此，激子经历周期性电势，其可用于定制这些材料的光电性质。虽然最近的实验研究已经证实了扭曲角相关的光谱，莫尔激子共振的微观起源尚未完全澄清。在这里，我们结合第一性原理计算与激子密度矩阵形式主义，研究不同的莫尔激子相位之间的转换和它们对扭曲的MoSe $_2$ /WSe $_2$异质结构的光学性质的影响。在小于2 $^{\circ}$的角度，我们发现平面，云纹捕获层间和层内激子的状态。该莫尔激子相位在3 $^{\circ}$处急剧地变为完全离域状态。我们预测的线性和二次扭转角依赖的激子共振的云纹陷阱和离域激子相，分别。我们的工作提供了微观的见解，打开了在范德瓦尔斯超晶格中定制莫尔激子相位的可能性。
2020-08-11 cond-mat.mes-hall
Tuning of impurity-bound interlayer complexes in a van der Waals heterobilayer
由于其独特的二维性质，半导体过渡金属二硫属化物（TMD）中的载流子表现出强烈的非屏蔽库仑相互作用以及对缺陷和杂质的敏感性。范德华层堆叠的多功能性允许在具有交错能带结构的不同TMD层之间空间分离电子和空穴，产生层间少体激子复合物，其性质仍有争议。在这里，我们结合量子Monte Carlo计算与光谱和时间分辨的光致发光测量顶部和底部门控MoSe 2/WSe 2异质结构，并确定作为杂质结合层间激子复合物的发射器。使用独立的静电控制的掺杂和平面外的电场，我们证明了控制的相对人口的中性和带电的复合物，其发射能量的规模大于其线宽，并增加其寿命到微秒制度。这项工作揭示了受限载流子的新物理学，是开发新型光电子应用的关键。
2019-04-25 cond-mat.mes-hall
Tailoring excitonic states of van der Waals bilayers through stacking configuration, band alignment and valley-spin
单层半导体中的激子由于与光场的强耦合而具有大的光学跃迁偶极。异质双层中的层间激子具有电子和空穴组分的层分离，其特征在于大的电偶极子，其能够实现与电场的强耦合和激子-激子相互作用，代价是光学偶极子基本上被猝灭（几个数量级）。在这封信中，我们证明了在过渡金属二硫属化物（TMD）异质和同质双层中创建一类新激子的能力，该双层结合了单层和层间激子的优点，即具有大的光偶极子和大的电偶极子。这些激子由被很好地限制在单个层中的电子和在两个层中很好地延伸的空穴组成，在此通过载体物种特异性层杂交来实现，所述载体物种特异性层杂交通过旋转、平移、带偏移和谷自旋自由度的相互作用来控制。我们在不同的异质双层和均质双层系统中观察到不同种类的这种层杂化谷激子，其可用于实现强相互作用激子/极化激子气体，以及具有能量上转换或下转换的双向层间载流子转移的光量子相干控制。
2019-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Cataloguing MoSi$_2$N$_4$ and WSi$_2$N$_4$ van der Waals Heterostructures: An Exceptional Material Platform for Excitonic Solar Cell Applications
二维（2D）材料范德华异质结构（vdWHs）提供了一条革命性的路线，以实现超越传统硅基PN结太阳能电池的高性能太阳能转换器件。尽管近年来取得了巨大的研究进展，但具有优异激子太阳能电池转换效率和光学性质的vdWHs的搜索仍然是一个开放的理论和实验探索。在这里，我们表明，由MoSi $_2$ N $_4$和WSi $_2$ N $_4$单层组成的vdWH家族为开发高性能的双激子太阳能电池和光子器件提供了一个引人注目的材料平台。利用第一性原理计算，我们构造并分类了51种MoSi $_2$ N $_4$和WSi $_2$ N $_4$基[（Mo，W）Si $_2$ N $_4$ ] vdWH，它们由各种金属、半金属、半导体、绝缘和拓扑二维材料组成.有趣的是，MoSi $_2$ N $_4$ /（InSe，WSe $_2$）被鉴定为II型vdWH，其具有达到远超过20%的优异的激子太阳能电池功率转换效率，这与现有技术的硅太阳能电池竞争。（Mo，W）Si $_2$ N $_4$ vdWH系列在可见光和紫外光区都表现出很强的光吸收。在（Mo，W）Si $_2$ N $_4$/ $α_2$ -（Mo，W）Ge $_2$ P $_4$ vdWHs中可以实现超过40%的超大峰值紫外吸收，接近自支撑2D材料的最大吸收极限。我们的发现揭示了（Mo，W）Si $_2$ N $_4$ vdWH在设计最终紧凑的…
2022-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Layer-parity-defined surface polarization in Nb$_3$Cl$_8$ for excitonic modulation at van der Waals interfaces
Peking University（北京大学）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）；South China Normal University（华南师范大学）；Liaoning Academy of Materials（辽宁省材料研究院）；ShanghaiTech University（上海科技大学）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Songshan Lake Materials Laboratory（松山湖材料实验室）
通过开尔文探针力显微镜直接观测到Nb$_3$Cl$_8$薄片中的层依赖极化态，发现奇偶振荡的表面电势，并利用表面极化纹理有效调控MoSe$_2$的激子发射。
2026-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
First-Principles Insights into Excitonic and Electron-Phonon Effects in van der Waals Heterostructures
研究通过从头原理计算揭示ZrS2/HfS2异质结构中激子和电子-声子效应的特性，发现其带隙和激子结合能随温度变化而降低，支持其在高性能光电设备中的应用。
2025-06-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Correlated Excitonic Signatures in a Nanoscale van der Waals Antiferromagnet
研究通过将 NiPS3 反铁磁体缩小至几十纳米，实现体相激子关闭与可见光电荷转移跃迁激活，并揭示其自旋关联、极化子及离散 Stark 特征。
2023-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Near-unity light absorption in a monolayer WS2 van der Waals heterostructure cavity
单层过渡金属二硫属化物（TMD）中的激子主导其光学响应，并表现出强烈的光-物质相互作用与寿命有限的发射。虽然已经应用了各种方法来增强TMD中的光激子相互作用，但所实现的强度远低于统一，并且尚未提供其潜在物理机制和基本限制的完整图片。在这里，我们介绍了一种基于TMD的范德华异质结构腔，它提供了近乎统一的激子吸收，并在超低激发功率下观察到激子复合物的发射。我们的结果与描述光-激子-腔相互作用的量子理论框架完全一致。我们发现，辐射，非辐射和退相衰变率之间的微妙的相互作用起着至关重要的作用，并揭示了一个普遍的吸收规律的激子在2D系统。这种增强的光-激子相互作用为研究激子相变和量子非线性提供了平台，并为基于二维光子晶体的光电子器件提供了新的可能性。
2019-09-09 cond-mat.mes-hall physics.optics
Long-range quantum transport of indirect excitons in van der Waals heterostructure
空间间接激子（IX）（也称为层间激子）的长寿命使得长距离IX传播成为可能。由原子级薄的过渡金属二硫属化物（TMD）层组成的范德华异质结构提供了实现具有高结合能的激子的机会，并为实现激子量子现象和激子器件提供了材料平台。深入研究了在TMD异质结构中IXs的传播。然而，尽管长IX寿命，数量级长于空间直接激子（DX）的寿命，一个相对短的距离IX传播与$1/e$衰减距离$d_{1/e}$几个$μ$ m的TMD异质结构的研究中报道。IX传播的短范围源自面内势，其使激子局域化并抑制激子输运。特别是，在TMD异质结构中预测的显著的面内莫尔电位可以对IX传播造成障碍。在这项工作中，我们实现了在MoSe $_2$ /WSe $_2$异质结的宏观长程IX传播与$d_{1/e}$达到$\sim 100$ $μ$ m。IX传播的强烈增强是利用异质结构中的DXs共振的光激发实现的。IX传播的强烈增强源于IX本地化和散射的抑制，并在量子制度中观察到。
2022-06-03 cond-mat.mes-hall
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
Excitonic insulators and superfluidity in 2D bilayers without external fields
本文通过从头计算结合平均场BCS理论，在二维Janus范德华双层中发现了16种无需外场即可实现内禀激子绝缘态并具有超流性质的材料，揭示了层间杂化、自旋轨道耦合与介电屏蔽之间的竞争机制。
2023-08-09 cond-mat.mes-hall
Transport kinetics in excitonic Mott insulator
University of California San Diego（加州大学圣地亚哥分校）
本研究探究范德瓦尔斯异质结中间接激子的输运动力学，通过实验与模拟证实高迁移率对应超流态，输运抑制及IX云收缩指示莫特绝缘态，明确区分了莫特绝缘与无序诱导的局域化。
2026-10-14 cond-mat.mes-hall
Fourier-Tailored Light-Matter Coupling in van der Waals Heterostructures
本文提出在WS₂/hBN范德华异质结构中嵌入激子材料并制造傅里叶表面，以优化光-物质耦合，实验观察到拉比分裂，证明该系统接近强耦合状态，为先进光电子和量子器件提供新途径。
2025-02-04 cond-mat.mes-hall physics.optics
Revealing giant exciton fine-structure splitting in 2D perovskites using van der Waals passivation
在过去的十年里，二维（2D）范德华材料的研究一直是新的光电子学和光子学应用开发中的一个活跃的研究领域。有机-无机层状钙钛矿是目前最有前途的2D范德瓦尔斯材料，由于其优异的光学亮度和增强的激子效应。然而，低的晶体质量和光谱扩散通常会加宽激子线宽，在传统的光致发光实验中模糊了激子的精细结构。在这里，我们提出了一个机械的方法来减少光谱扩散的影响，通过hBN-盖帽层状钙钛矿具有不同的厚度，揭示了激子精细结构。我们使用了一个随机模型链接的减少的光谱线宽与人口的活性电荷波动中心存在于有机间隔参加动态斯塔克位移。根据我们的直接光谱测量，当我们包括hBN帽时，活跃的波动中心减少了3.7至7.1倍。该速率与方形钙钛矿晶格和六方hBN晶格之间的重叠的分析非常一致。两个晶格之间的范德华力导致钙钛矿有机间隔分子的部分夹紧，因此，光谱扩散效应的动态斯塔克位移特性的幅度减小。我们的工作提供了一个简单的和低成本的解决方案，访问重要的精细结构激子态信息的问题，随着重要的载流子动力学的解释存在于有机间隔物，影响光发射的质量。
2022-04-21 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
Topological Exciton Bands in Moiré Heterojunctions
莫尔图案在范德瓦尔斯异质结构中很常见，并且可以用于将周期性势应用于元激发。我们表明，过渡金属二硫属化合物双层的光学吸收光谱会因长周期莫尔图案而发生深刻改变，这些图案引入了依赖于扭曲角的卫星激子峰。支持手性激子边缘态的具有非零陈数的拓扑激子带可以通过组合三种成分来设计：i）由电子-空穴交换相互作用诱导的谷Berry相，ii）莫尔势，以及iii）谷塞曼场。
2017-03-18 cond-mat.mes-hall
A high-$κ$ wide-gap layered dielectric for two-dimensional van der Waals heterostructures
本研究提出易复现的LaOBr合成方法，剥离为二维高κ宽禁带介电材料，用于高性能范德华晶体管和激子器件电门控。
2023-07-25 cond-mat.mes-hall
Interlayer Exciton-Phonon Bound State in Bi2Se3/monolayer WS2 van der Waals Heterostructures
组装二维（2D）材料层以形成范德华异质结构排列的能力为材料设计和合成提供了重要的机会。层间的相互作用提供了一条通往新属性和功能的道路，理解这种相互作用对于实现这一目标至关重要。在这里，我们报告形成层间激子-声子束缚态的Bi 2Se 3/WS 2异质结构，其中Bi 2Se 3 A1（3）表面声子，一种模式，特别容易受到电子-声子耦合，是印记到激子发射的WS 2。激子-声子束缚态（或激子-声子准粒子）呈现为叠加在WS 2激子光致发光光谱上的均匀分离的峰，其周期性间距对应于A1（3）表面声子能量。Bi 2Se 3的低温偏振拉曼光谱揭示了强烈的表面声子和局部对称性破缺，这使得A1（3）表面声子以其他禁止的散射几何形状出现。我们的工作推进了复杂的层间范德华相互作用的知识，并促进了将不同材料的独特传输和光学特性结合到一个设备中的技术，用于可能的自旋电子学，谷电子学和量子计算应用。
2023-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Tunable resonant s-p mixing of excitons in van der Waals heterostructures
本文通过对称性分析和求解Bethe-Salpeter方程，预测了范德华异质结构中激子的可调谐共振s-p混合，并证实其在磁邻近和门控双层TMD中的可行性，为激子操控和光学检测Rashba或层间耦合提供新途径。
2025-10-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
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
Dipolar interactions between field-tuneable, localized emitters in van der Waals heterostructures
虽然自由空间中的光子几乎不相互作用，但物质可以介导它们之间的相互作用，从而导致光学非线性。单量子水平上的这种相互作用会导致就地光子排斥，这对于基于光子的量子信息处理和实现光的强相互作用多体态至关重要。在这里，我们报告的排斥偶极-偶极相互作用的电场可调，局域化层间激子在MoSe $_2$ /WSe $_2$异质双层。具有面外非振荡偶极矩的单个定域激子的存在使第二激发的能量增加了$\sim$ 2 meV --比发射线宽大一个数量级并且对应于$\sim$ 5 nm的偶极间距离。在较高的激发功率下，多激子复合物以系统较高的能量出现。发射极化的磁场依赖性与偶极分子态的自旋谷单重态性质一致。我们的发现是一个重要的一步，创造激子的几个和多体状态，如偶极晶体与自旋谷旋量范德华（VDW）异质结构。
2019-10-17 cond-mat.mes-hall
Strain-programmable exciton diffusion in moiré heterostructures
Seoul National University（首尔大学）；National Institute for Materials Science（物质材料研究机构）
通过调控WSe2-MoSe2异质结中的层间应变，打破C3旋转对称性改变莫尔超晶格几何，实现沿拉伸方向的偏振激子发射和优先扩散，为设计莫尔超晶格和编程激子输运提供新方法。
2026-06-09 cond-mat.mes-hall
Quadrupolar excitons in a tunnel-coupled van der Waals heterotrilayer
强束缚激子和它们之间的多体相互作用决定了二维半导体范德华异质结构中的光-物质相互作用。与基本粒子不同，凝聚态物质中的准粒子，如激子，可以被定制以改变它们的相互作用并实现涌现的量子相位。这里，使用WS $_2$ /WSe $_2$ /WS $_2$异质三层，我们创建了相反取向的偶极激子-四极激子-的量子叠加，其中电子在WS $_2$层中层杂化，而空穴在WSe $_2$中局部化。与偶极激子相反，对称四极激子仅在面外电场中红移，与从头计算一致，在更高的电场下恢复偶极特性。电场调节杂化并允许通过修改激子波函数来控制寿命。与偶极激子相比，异质三层激子的密度依赖性蓝移的缺乏与四极相互作用一致。我们的研究结果目前VDW异质三层作为一个场可调的平台，工程师轻物质的相互作用和探索自发有序的多激子相位之间的量子相变。
2022-08-10 cond-mat.mes-hall
Moiré Excitons in Van der Waals Heterostructures
在通过堆叠两个单层半导体形成的范德华（vdW）异质结构中，晶格失配或旋转未对准引入面内莫尔超晶格。虽然人们普遍认为莫尔超晶格可以调制电子能带结构，并导致新的输运性质，包括非常规的超导性和相关驱动的绝缘行为，但其对光学性质的影响尚未进行实验研究。我们提出的光谱证据表明，层间激子被限制在一个高品质的MoSe 2/WSe 2异质双层小旋转扭曲的摩尔势。在光致发光中观察到一系列具有正或负圆偏振发射的层间激子共振，这与限制在莫尔势内的多个激子态一致。这些层间激子共振的复合动力学和温度依赖性与这种解释是一致的。这些结果表明，工程的可行性，人工激子晶体使用VDW异质结构的纳米光子学和量子信息的应用。
2018-07-10 cond-mat.mes-hall
Van der Waals heterostructures for spintronics and opto-spintronics
各种各样的2D材料及其在范德华（vdW）异质结构中的共集成实现了创新的器件工程。此外，它们的原子薄性质通过源自短程相互作用的邻近效应促进了人造材料的设计。这种设计方法对于自旋电子学来说特别引人注目，自旋电子学通常利用磁性和非磁性材料薄层及其之间的界面的功能。本文综述了vdW异质结构在二维自旋电子学和光自旋电子学方面的最新进展。在介绍了自旋输运研究的前沿之后，我们强调了由自旋轨道和磁邻近效应引起的独特的自旋相关现象。我们进一步描述的能力，以创建多功能的混合异质结的基础上VDW材料，结合自旋，谷和激子自由度。最后，我们展望了超紧凑全二维自旋器件的设计和生产的前景和挑战，以及它们在传统和量子技术中的潜在应用。
2021-10-19 cond-mat.mes-hall
The Importance of Pure Dephasing in the Optical Response of Excitons in High-quality van der Waals Heterostructures
针对单层TMD激子光学响应理论模型的准确性争议，本研究通过实验测量高质量TMD异质结构光学响应并与模型对比，发现纯退相起主导作用且需考虑额外衰减速率，为理解其光学性质提供了稳健框架。
2025-02-09 cond-mat.mes-hall physics.optics
Interlayer Electronic Coupling on Demand in a 2D Magnetic Semiconductor
当二维（2D）材料的单层堆叠成范德华结构时，层间电子耦合可以引入全新的特性，最近发现的具有高度相关电子态的莫尔带和量子点样层间激子晶格就是例证。在这里，我们显示了层间电子耦合的磁性控制，表现在可调激子跃迁，在A型反铁磁二维半导体CrSBr。激子跃迁在双层及以上可以急剧改变时，磁顺序从层状反铁磁切换到场致铁磁状态，效果归因于自旋允许层间杂化的电子和空穴轨道在后者，揭示了由GW-BSE计算。我们的工作揭示了一个磁性的方法，工程师在层状磁性半导体的电子和激子效应。
2021-03-24 cond-mat.mes-hall
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
Raman spectroscopy of van der Waals topological magnet GdGaI
The University of Osaka（大阪大学）；The University of Tokyo（东京大学）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）；Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University（冲绳科学技术大学院大学）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）
研究范德华化合物GdGaI，结合对称性分析与密度泛函理论计算识别拉曼活性声子，通过光谱实验及分析揭示其晶格特性、磁场下圆二色性及与自旋 - 声子耦合关系，突出其在相关研究中的前景及圆偏振拉曼的探测作用。
2026-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Non equilibrium anisotropic excitons in atomically thin ReS$_2$
我们提出了一个系统的调查的电子性质的散装和几层ReS $_2$范德华晶体使用低温光谱。从两个非简并带边激子跃迁观察到微弱的光致发光发射，两个非简并带边激子跃迁由$\sim$ 20 meV分开。两个激子跃迁的可比发射强度与激子的完全热化（玻尔兹曼）分布不相容，表明发射的热性质。虽然DFT计算预测双层ReS $_2$有一个直接的基本带隙，我们的光学数据表明，在所有情况下的基本间隙是间接的。
2018-11-08 cond-mat.mes-hall
All-electrical near-field injection of excitons in a van der Waals antiferromagnet
本研究在范德华二维反铁磁体CrSBr中实现了全电学近场激子注入，利用石墨烯隧道结隧穿电子的能量转移激发激子，观测到电致发光及厚层中的自杂化激子极化激元发射，为磁性质的自旋电子与光学读出应用奠定基础。
2025-05-21 cond-mat.mes-hall
Synthetic Semimetals with van der Waals Interfaces
适当设计的范德华（vdW）异质结构的组装代表了一种新的方法来生产具有工程电子特性的人工系统。在这里，我们应用这种策略来实现基于由两种不同半导体形成的vdW界面的合成半金属。在已有的从头计算方法的指导下，我们选择WSe $_2$和SnSe $_2$单层和多层膜组装vdW界面，并通过不同的输运实验证明了半金属性的发生.在离子液体门控装置中，当在大范围内扫描门控时，半金属性表现为有限的最小电导，这也提供了能够定量测定带重叠的光谱能力。半金属状态还通过电子和空穴的共存在霍尔效应测量中被揭示，通过观察霍尔斜率随扫描栅极电压或随降低温度的演变来观察。最后，半金属性导致两种本身绝缘的材料的界面的低温金属导电性。这些结果表明，有可能实现一个尚未实现的vdW接口的物质状态，并代表使用这些接口工程拓扑或激子绝缘状态的第一步。
2020-01-27 cond-mat.mes-hall
Polaron-induced changes in moiré exciton propagation in twisted van der Waals heterostructures
本文基于微观多粒子理论，研究MoSe$_2$/WSe$_2$异质结中极化子引起的莫尔激子输运变化，揭示能带平坦化导致跳跃速率和传播速度随温度与扭曲角显著降低。
2024-01-15 cond-mat.mes-hall
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
Light-Matter Coupling in Scalable Van der Waals Superlattices
二维（2D）晶体在设计和组装人工晶格而不受外延限制方面有了新的机会。然而，在剥离的范德华（vdW）层中缺乏厚度控制阻止了具有高保真度的重复单元的实现。最近获得的均匀的晶圆级样品允许在具有多个重复单元的不同2D层的堆叠中设计电子和光学色散。我们提出了一种超晶格结构中的光色散工程，该结构由二维激子硫族化物和电介质绝缘体的交替层组成。通过仔细设计晶胞参数，我们在室温下在< 4 nm的有源层激子吸收剂介质中展示了> 90%的窄带吸收，同时在cm 2样品中增强了光致发光。这些超晶格显示出强的光-物质耦合和激子-极化激元形成的证据，具有几何可调的耦合常数。我们的研究结果证明了具有工程光学特性的概念结构，并为原子薄层的广泛的可扩展的设计师光学超材料铺平了道路。
2021-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Probing the band splitting near the $Γ$ point in the van der Waals magnetic semiconductor CrSBr
利用变温及不同厚度的 PL 表征，研究揭示 CrSBr 在 Γ 点附近导带与价带的分裂，并将其归因于磁振子-激子耦合。
2024-04-02 cond-mat.mes-hall
Purcell enhancement in layered InSe on the Mie-resonant silicon nitride waveguide
Ioffe Institute（约费研究所）；Faculty of Physics, Lomonosov Moscow State University（莫斯科国立大学物理系）
研究通过将二维半导体与介电共振结构结合，实现InSe激子发光的普尔塞增强，展示出在硅氮化物波导中激子衰减时间减少三倍的成果，揭示了二维材料与介电界面在集成光子器件中的潜力。
2026-07-07 cond-mat.mes-hall
Ultrafast exciton transport in van der Waals heterostructures
本文针对范德华异质结中激子的超快非扩散传播现象，提出了一种基于波导模式形成及其辐射传输的替代激子传输模型。
2024-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Momentum-space indirect interlayer excitons in transition metal dichalcogenide van der Waals heterostructures
过渡金属二硫属化物（TMDC）的单层具有由激子（紧密结合的电子-空穴对）主导的特殊光学性质。通过确定性地堆叠单个单层来形成范德华异质结构允许通过选择材料和层的相对取向来调节各种性质。在这些结构中，出现了一种新型的激子，其中电子和空穴在空间上分离。这些层间激子允许探索多体量子现象，非常适合谷电子应用。大多数情况下，完全空间分离的电子和空穴源于单层布里渊区的$K$谷的基本模型被应用于描述这样的激子。在这里，我们结合光致发光光谱和第一性原理计算扩展层间激子的概念。我们确定了一个部分电荷分离的电子-空穴对在MoS $_2$/WSe $_2$异质结构驻留在$Γ$和$K$谷。我们控制这种新型的动量空间间接的，但强约束激子的相对取向的变化层的发射能量。这些发现代表了对TMDC异质结构和器件中激子效应的理解和控制的关键一步。
2018-03-13 cond-mat.mes-hall
Magnetic polaronic exciton in A-type 2D van der Waals bulk material CrSBr
针对二维磁性半导体CrSBr在高磁场低温下电子结构和光物理机制不明确的问题，通过光谱研究确定其电荷转移带边并揭示局域激子磁极化子态及不同温度下的激子竞争，为层状磁性半导体量子调控提供基础。
2024-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Direct visualization of hybrid excitons in van der Waals heterostructures
本文提出利用tr-ARPES直接观测范德华异质结构中的杂化激子，并预测MoS₂同质双层中会出现由杂化空穴产生的特征性双峰信号，为区分杂化激子与常规激子提供实验方案。
2023-05-05 cond-mat.mes-hall
Valley polarization of chiral excitonic bound states induced by band geometry
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Rutgers University（罗格斯大学）
研究带几何如何重塑双井色散中激发子配对，发现有限角动量激发子偏好区域，包括手性态，揭示无类比的配对问题。
2026-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
van der Waals heterostructure for photocatalysis: Graphitic carbon nitride and Janus transition-metal dichalcogenides
通过分解水将太阳能转化为化学能是产生可持续和可再生解决方案而不对环境造成有害影响的有前途的手段。在这方面，二维半导体作为潜在的催化剂，在这里，我们结合Janus过渡金属二硫属化物（MoXY，X/Y = S，Se，Te）和石墨碳氮化物的范德华异质结构。在第一性原理计算中，我们研究了决定光催化活性的电子，光学和激子性质。由于内部电场，光生电子和空穴在MoXY层中分离，并且还产生用于氧化还原反应的高过电位。在这些异质结构纳米复合材料中，高光学吸收跨越整个可见光和近紫外区。此外，较低的激子结合，计算在二维类氢模型，表明有效的电荷分离。在这种异质结构的光催化性能的巨大的可调谐性应吸引相当大的理论和实验的关注在未来。
2019-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Twist Engineering of Anisotropic Excitonic and Optical Properties of a Two-Dimensional Magnetic Semiconductor
本文通过扭转工程调控二维磁性半导体CrSBr，实现双层结构中磁矩、介电各向异性、激子能量及线性二色性的连续可调，并建立激子能量模型，推动纳米光学与自旋电子学应用。
2025-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Microscopic understanding of ultrafast charge transfer in van-der-Waals heterostructures
范德华异质结显示出许多有趣的现象，包括在可见光谱范围内强激子吸收后的超快电荷分离。然而，尽管在光电子领域的未来应用的巨大潜力，潜在的微观机制仍然存在争议。在这里，我们使用的时间和角度分辨的光电子能谱结合微观多粒子理论，揭示了相关的微观电荷转移通道的外延WS $_2$/石墨烯异质结构。我们发现，在材料中的有效的超快电荷分离的时间尺度是由直接隧穿在布里渊区中的WS $_2$和石墨烯带交叉的那些点，而电荷分离的瞬态的寿命是由缺陷辅助隧穿通过本地化的硫空位。本征和缺陷相关的电荷转移通道在本工作中揭示的微妙的相互作用，可用于设计高效的光捕获和检测设备。
2020-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
van der Waals energy under strong atom-field coupling in doped carbon nanotubes
利用统一的宏观QED理论，我们导出了碳纳米管附近二能级原子系统的范德华能量的积分方程。该方程对强、弱原子-真空-光场耦合均成立。通过数值求解，我们证明了弱耦合范德华相互作用模型在纳米管表面附近的不适用性。
2004-04-08 cond-mat.mes-hall
Graphene on boron-nitride: Moiré pattern in the van der Waals energy
利用原子模拟研究了石墨烯和六方氮化硼（h-BN）之间的范德华（vdW）能量的空间依赖性。石墨烯和h-BN之间的范德华能显示出与局域态密度（LDOS）中观察到的莫尔图案相同的六方超晶格结构，其取决于石墨烯和h-BN之间的晶格失配和取向差角。我们的研究结果提供了石墨烯和BN之间的弱范德华相互作用的原子特征，这与实验一致，并提供了一个解析表达式的弱范德华相互作用的空间变化的大小。我们还发现石墨烯的A-B晶格对称性在扶手椅方向上被破坏。
2014-04-19 cond-mat.mes-hall
Optimising Graphene Visibility in van der Waals Heterostructures
石墨烯构成许多功能性范德华异质结构中的关键元素之一。然而，由于其单层性质，其具有可忽略的光学可见度。在这里，我们研究了石墨烯在各种范德华异质结中的可见性，并包括源光谱，斜入射和探测器的光谱灵敏度的影响，以获得一个现实的模型。在不同的波长下进行了可见度实验，结果与我们的计算非常一致。这使我们能够可靠地预测范德瓦尔斯异质结构中石墨烯更好可见性的条件。在这项工作中提供的框架和代码可以扩展到研究任意范德华异质结构内的任何二维材料的可见性。
2019-06-18 cond-mat.mes-hall
