Anisotropic Optical Spin Hall Effect in Semiconductor Microcavities
在各向异性平面半导体微腔中，通过光学自旋霍尔机制中的光学注入极化激元的瑞利散射，产生了方向相关的极化自旋电流。各向异性的影响导致散射到不同方向的极化激元的赝自旋进动的抑制或增强。这被利用来通过在局部缺陷的顶部上激发来产生强烈的自旋电流。一个考虑总有效磁场对极化激元赝自旋影响的理论模型定量地再现了实验观测。
2009-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Valley-Polarized Exciton-Polaritons in a Monolayer Semiconductor
过渡金属二硫属化物的单层是二维直接带隙半导体，在电子结构中具有简并但不等效的“谷”，其可以被偏振光选择性地激发。当这些材料与光子强耦合时，已经观察到光和物质的相干叠加，激子-极化激元，但是这些混合准粒子不利用单层过渡金属二硫属化物的谷敏感激发。在这里，我们证明了谷极化激子极化激元在单层的MoS $_2$嵌入在介电微腔的证据。与传统的微腔激子-极化激元不同，这些轻物质准粒子发射具有光谱拉比分裂的偏振光。腔修改激子动力学和谷间弛豫的相互作用，在高协同制度导致谷极化激子极化激元持续到室温，不同的裸单分子膜中消失的极化。实现在室温下工作的偏振敏感极化激元器件为操纵光和物质相干态中的新颖谷自由度提供了一条途径。
2017-01-19 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Valley and spin splittings in a valley-layer-locked monolayer via atomic adsorption
通过原子吸附在TiSiCO单层中实现谷与自旋分裂，利用过渡金属吸附原子提供电场和磁近邻效应，并通过外部电场调节分裂，为探索自旋、谷和层赝自旋相互作用及设计光电器件提供机会。
2022-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-Valley Locking Effect in Defect States of Monolayer MoS$_2$
二维过渡金属二硫属化物（TMD）中的谷赝自旋可以实现自旋谷极化和谷间量子相干性的光学控制。TMD中的缺陷态会产生新的激子特征，理论上表现出自旋谷极化，然而，这种现象的实验实现仍然存在挑战。在这里，我们报告明确的谷赝自旋的缺陷束缚局域激子在CVD生长的单层二硫化钼增强谷塞曼分裂的有效g因子为-6.2。我们的研究结果表明，所有五个d轨道和增加的有效电子质量有助于缺陷态的带移，展示了一个新的物理缺陷束缚局域激子的磁响应，显着不同的A激子。我们的工作铺平了道路的自旋谷自由度的操纵，通过对valleytronic设备的缺陷。
2020-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Manipulation of room-temperature Valley-Coherent Exciton-Polaritons in atomically thin crystals by real and artificial magnetic fields
在过渡金属二硫属化合物单分子膜中，强的自旋轨道耦合和反转对称性破缺产生了谷依赖的光学选择定则的有趣效应。因此，可以用手性光基本上消除谷激子，并且进一步产生K和K偏振态的相干叠加。然而，在环境条件下，失相通常变得太占主导地位，并且谷相干性通常是不可观察的。在这里，我们表明，谷相干性是，然而，清楚地观察到WSe 2的单个单层，如果它是强耦合到高品质因数微腔的光学模式。方位矢量表示谷相干叠加的相位，可以通过施加磁场来直接操纵，并且它对代表人工磁场的腔的偏振各向异性敏感地作出反应。我们的结果与我们基于赝自旋速率方程的模型在定性和定量上是一致的，该模型同时考虑了实磁场和赝磁场的影响。
2020-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intervalley quantum interference and measurement of Berry phase in bilayer graphene
Bernal堆叠双层石墨烯中的手性准粒子具有2π的谷对比Berry相。这种非平凡的拓扑结构，与赝自旋缠绕在一个封闭的费米表面，是负责各种新的电子特性，如反克莱因隧穿，非传统的量子霍尔效应，和谷霍尔效应1 -6。在这里，我们表明，由于原子缺陷/杂质引起的谷间散射的量子干涉提供了进一步的见解双层石墨烯的拓扑性质。在具有相反手征性的不同谷之间的散射手征准粒子经历赝自旋的旋转，导致具有波前位错的Friedel振荡。位错的数量反映了赝自旋织构的信息，因此可以用来测量Berry相。正如实验和理论所证明的，根据不同子晶格处的原子缺陷/杂质，弗里德尔振荡可以表现出N = 4、2或0的额外波前，表征双层石墨烯的2π Berry相。我们的结果不仅提供了一个全面的研究双层石墨烯谷间量子干涉，但也揭示了赝自旋物理。
2020-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast Generation of Pseudo-magnetic Field for Valley Excitons in WSe2 Monolayers
二维过渡金属二硫属化物（MX 2）中出现了一个新的自由度-谷赝自旋，引起了科学界的极大兴趣。操纵谷赝自旋的能力，类似于自旋电子学中的自旋控制，可以为谷电子学开辟令人兴奋的机会。在这里，我们证明了一个超快和超谷赝磁场可以产生使用圆偏振飞秒脉冲选择性地控制单层MX 2的谷自由度。采用超快泵浦-探测光谱，我们观察到一个纯粹的和谷选择性的光学斯塔克效应在WSe 2单分子膜从非共振泵，瞬间解除谷激子跃迁的简并没有任何耗散。光学斯塔克效应的强度与泵浦强度和泵浦失谐的倒数成线性比例。在K和K_prime谷跃迁之间可以实现超过10 meV的能量分裂，这对应于超过170特斯拉的有效赝磁场。我们的研究表明，有效的和超快的控制谷激子与光学，并开辟了可能性相干操纵谷偏振的量子信息的应用。
2014-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical Generation of Excitonic Valley Coherence in Monolayer WSe2
由于晶体对称性引起的简并，在能带边缘（“谷”）的电子态可能具有额外的类自旋量子数。一个重要的问题是，在追求量子技术的过程中，是否可以对这种谷赝自旋进行相干操纵，类似于常规使用真自旋实现的操作。在这里，我们第一次表明，SU（2）谷相干确实可以产生和检测。使用单层半导体WSe 2器件，我们首先建立了用于寻址单个谷激子和trions的圆偏振光学选择规则。然后，我们揭示谷激子之间的相干性，通过观察线偏振发光，其取向总是一致的任何线偏振激发。由于单个谷中的激子发射圆偏振光子，因此只能通过两个谷的相干叠加中的激子的复合来产生线性偏振。相反，从trions相应的光致发光不是线性偏振的，与预期的发射光子的偏振与谷赝自旋纠缠一致。除了谷极化之外，解决相干性的能力还为相干谷电子学所必需的谷指数的量子操纵增加了一个关键维度。
2013-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultralow Threshold Polariton Condensate in a Monolayer Semiconductor Microcavity at Room Temperature
原子薄的过渡金属二硫属化物具有通常仅在crogenic温度下可用的谷依赖功能，受到各种谷去极化散射的限制。通过相干叠加激子和微腔光子形成激子极化激元，潜在地利用谷极化极化激元相互作用用于新型谷电子器件。在室温下，TMDs微腔中已经表现出了强的EP，然而，相干极化激元激光和凝聚仍然是难以捉摸的。在此，我们首次证明了在室温下，在TMD微腔中EP冷凝的实现。基态的宏观占据，经历了发射的非线性增加和连续的蓝移，空间相干性的建立和失谐控制的阈值，证明了连续波泵浦的EP凝聚和超低阈值激光。我们的工作提出了一个至关重要的一步，利用非线性极化激元极化激元相互作用和极化激元器件谷功能在室温下。
2020-10-09 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Theory of magnetotrion-polaritons in transition metal dichalcogenide monolayers
本文理论研究垂直磁场对过渡金属二硫属化物单层中带电激子及其极化激元的影响，揭示自旋与轨道效应贡献相当，并阐明磁场导致的有效巨塞曼劈裂机制。
2024-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Van der Waals Engineering of Ferromagnetic Semiconductor Heterostructures for Spin and Valleytronics
磁性材料与半导体的集成已经成为基础科学的肥沃土壤，并且对信息处理和存储的无缝集成具有极大的实际意义。在这里，我们创建一个铁磁半导体CrI3和WSe2的单层形成的范德华异质结构。我们观察到前所未有的控制自旋和谷赝自旋在WSe2，在那里我们检测到一个大的磁交换场的近13 T和快速切换的WSe2谷分裂和极化通过翻转的CrI3磁化。的WSe2的光致发光强度强烈地依赖于在WSe2和CrI3的磁化光激发自旋之间的相对对齐，由于超快自旋相关的电荷跳跃整个异质结界面。谷赝自旋的光致发光检测提供了一种简单而灵敏的方法来探测有趣的畴动力学在超导磁体，以及丰富的自旋相互作用的异质结构。
2017-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetically-Sensitive Valley Polarization Reversal and Revival of Defect-Localized Excitons in WSe2-WS2
操纵和保留激子的谷赝自旋是二维过渡金属二硫属化物（TMD）的核心目标之一。然而，由于强的电子-空穴交换和自旋-轨道耦合作用，激子复合寿命本质上服从皮秒时间尺度，并且谷极化几乎不受中等磁场的调制.幸运的是，层间和缺陷局域激子有望通过抑制上述相互作用来克服这些困难。在这里，我们清楚地表明，谷极化可以逆转和复活的缺陷局域激子在AB堆叠的WSe 2-WS 2异质双层的微秒寿命。特别地，对于层间缺陷局域激子，谷极化被反转，并且可以通过弱的面外磁场（<0.4 T）有效地增强。与此形成鲜明对比的是，层内缺陷局域激子的谷极化可以在快速衰减过程后恢复，并且遵循适度的面外磁场（<3 T）的方向。我们用弱磁场下缺陷局域空穴的离域和中等磁场下谷塞曼效应引起的谷极化的恢复解释了具有高磁灵敏度的反向谷极化。我们的研究结果表明，谷赝自旋的缺陷局域激子可以有效地调制由外部磁场和丰富的理解和技术手段操纵谷动力学在TMD及其异质结。
2019-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spontaneous Layer-Pseudospin Domain Walls in Bilayer Graphene
双层石墨烯易受具有自旋和谷依赖层极化的不寻常的对称性破缺状态的影响。我们报告在这些系统中的畴壁的微观研究，表明他们有有趣的微观结构有关的秩序诱导的拓扑字符。我们使用我们的结果来估计Ginzburg-Landau模型参数和双层石墨烯有序态的转变温度。
2014-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Experimental observation of topological exciton-polaritons in transition metal dichalcogenide monolayers
量子科学和技术的兴起促使光子学研究寻求具有强光-物质相互作用的新平台，以促进适度光强度下的量子行为。一个有希望的平台，以达到这种强大的光-物质相互作用的制度是由极化激元元超表面，它代表了人工介质结构上的纳米尺度和设计，以支持极化激元-半光半物质准粒子。拓扑极化激元，或“topolaritons”，提供了一个理想的平台，在这种情况下，具有独特的性质，源于拓扑相位的光与物质强烈耦合。在这里，我们探索极化激元超表面的基础上的二维过渡金属二硫属化物（TMD）支持平面内极化激子共振作为一个有前途的平台拓扑极化激元。我们使自旋霍尔拓扑极化激子相强烈耦合谷极化面内激子在TMD单层适当设计的全介电拓扑光子超颖表面。我们首先表明，拓扑光子带之间的强耦合支持的超颖表面和激子带MoSe 2产生一个有效的相位绕组和过渡到topolaritonic自旋霍尔态。然后，我们在实验上实现了这一现象，并确认存在单向自旋极化边缘拓扑极化激元。结合MoSe 2单层中的谷极化，所提出的系统能够实现一种新的方法来参与TMD中的光子角动量和谷自由度，为谷电子学和自旋电子学的光子/固态界面提供了一个有前途的平台。
2020-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Zeeman splitting via spin-valley-layer coupling in bilayer MoTe2
原子薄的过渡金属二硫属化物（TMD）具有自旋和谷自由度的耦合，使其有望用于自旋谷电子学。在单层TMD中，由于自旋-轨道耦合和反转对称性破缺，发射螺旋度被锁定在谷区，导致面外磁场存在时塞曼效应的谷区模拟。由于双层中的反转对称性被恢复，因此发射螺旋度不应再被锁定在谷中。在这里，我们表明，塞曼分裂，但是，仍然存在于双层，作为一个额外的自由度，即，层赝自旋和自旋谷层锁定。与单层膜相反，塞曼分裂在这里没有提升谷简并。圆偏振光致发光的程度可以用磁场从$-27\%$调谐到$27\%$。我们的研究结果表明，在双层自由度的控制与磁场，这与以前的电场控制，使双层一个有前途的平台，基于磁电效应的自旋谷量子门。
2017-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Exciton-polaritons in transition-metal dichalcogenides and their direct excitation via energy transfer
激子是电子-空穴复合准粒子，在许多半导体材料的光电现象中起着重要的作用。最近的实验和理论表明，新发现的单层过渡金属二硫属化物（TMD）的带隙光学是由紧密束缚的谷激子控制的。在这些二维系统中，激子与长程电磁场的强相互作用可以显著地影响它们的本征性质。在这里，我们开发了一个半经典的框架内固有激子极化激元在单层TMD，对待他们的色散和辐射衰减在同一个立足点，并可以将介电环境的影响。它演示了谷间和谷内长程相互作用如何影响极化激子本征态的色散和衰减。我们还表明，激子极化激元可以有效地激发通过共振能量转移从量子发射体，如量子点，这可能是有用的各种应用。
2015-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Valley polarization control in WSe2 monolayer by a single-cycle laser pulse
二维材料中的谷自由度为谷电子器件的功能扩展提供了机会。非常短的谷寿命要求谷赝自旋的超快控制。在这里，我们从理论上证明了单周期线偏振激光脉冲对WSe_2单分子膜谷赝自旋的控制。我们利用载波包络相位（CEP）控制的非对称电场，在布里渊区（BZ）的K点和K '点之间产生谷极化。含时的密度泛函理论与自旋轨道相互作用表明，没有谷不对称性和CEP依赖性观察到的线性光学极限内。在非线性光学区域，线偏振脉冲引起高度的谷偏振，并且这种偏振对场强是鲁棒的。谷极化强烈地依赖于CEP并且作为CEP的函数振荡。随着激光强度的增加，载流子密度分布形成节点，表明载流子密度在BZ中的位置可以由激光强度控制。从有质量的狄拉克哈密顿模型分析，载流子密度的节点可以归因于电子波函数的波包的朗道-齐纳-施托克堡干涉。
2021-10-13 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Spontaneous Breaking of the SU(3) Flavor Symmetry in a Quantum Hall Valley Nematic
ENS, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université（巴黎高等师范学院，巴黎文理研究大学，法国国家科学研究中心，索邦大学）；Institute of Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院物理研究所）；Chungnam National University（忠南国立大学）；National Technical University “KhPI”（哈尔科夫国立理工大学）；Johannes Kepler Universität（约翰内斯·开普林大学）；Université Paris-Saclay, CNRS, CEA（巴黎萨克雷大学，法国国家科学研究中心，法国原子能和替代能源委员会）
研究在Pb1-xSnxSe量子井中观察到SU(3)对称性的自发破缺，通过谷赝自旋的极化实现量子反铁磁谷反铁磁相，揭示了多体物理中的新现象。
2025-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast Phonon-Diffuse Scattering as a Tool for Observing Chiral Phonons in Monolayer Hexagonal Lattices
该研究提出超快声子漫散射可直接观测六方二维材料中谷极化激发产生的手性声子，结合从头算计算为研究载流子谷退极化机制提供新途径。
2023-03-09 cond-mat.mtrl-sci
Band Topology, Orbital Phase Winding, and Selection Rules in Excitonic Physics in Two Dimensions
我们表明，能带拓扑结构可以显着改变二维（2D）半导体的电子物理。对于其中带极值附近的状态具有多轨道特征并且描述轨道分量（伪自旋）的旋量在极值k点周围拾取非零缠绕数（拓扑不变量）的系统，光学强度和性质（即，螺旋度）由光学矩阵元件缠绕数（一种独特的且迄今未被认识的特性）决定。我们在三个有间隙的石墨烯系统中说明了这些发现-具有不等价子晶格的单层石墨烯和偏置的双层和三层石墨烯，其中赝自旋纹理表现为与不同谷和光子圆偏振相关的独特光学矩阵元素缠绕图案。这种缠绕数物理导致了新颖的激子序列和光学选择规则，每个谷都有多个明亮的激子耦合到不同螺旋度的光。这种谷激子选择性圆二色性可以明确地使用光谱检测。
2017-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin and transport effects in quantum microcavities with polarization splitting
从理论上研究了激子-极化激元在各向异性量子微腔中的输运性质。考虑到微观对称性的结构，允许的横向（TE-TM）和各向异性分裂的极化激元状态。分裂相当于一个有效的磁场作用于极化激元赝自旋，和极化转换的微腔中所示的激子极化激元自旋进动和弹性散射的相互作用引起的。此外，我们考虑了极化激元的自旋相关干涉导致的弱局域化，并计算了不同极化下的相干后向散射强度。我们的研究结果与最近的实验数据非常一致。
2010-05-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Valley Polarization and Inversion in Strained Graphene via Pseudo-Landau Levels, Valley Splitting of Real Landau Levels and Confined States
通过磁场可以很容易地控制系统的自旋极化和自旋方向。然而，目前还没有一种直接有效的方法来操纵谷赝自旋自由度。在这里，我们通过实验证明，它是可能的，实现谷极化和谷反转石墨烯通过使用应变诱导的赝磁场和真正的磁场。伪磁场与真实的磁场有很大的不同，在石墨烯的两个不同的谷处指向相反的方向。因此，伪磁场和真实磁场的共存导致石墨烯的两个不同谷处的不平衡的有效磁场。这使我们能够像控制电子自旋一样方便地控制石墨烯中的谷。在这项工作中，我们报告一致的观察谷极化和反转应变石墨烯通过伪朗道能级，分裂的真正朗道能级和谷分裂的限制状态，使用扫描隧道光谱。我们的研究结果突出了一个途径，以谷电子在应变石墨烯为基础的平台。
2020-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically tunable topological transport of moiré polaritons
过渡金属二硫属化物异质双层中的莫尔层间激子具有能够静电控制其流动的永久电偶极子和在莫尔景观中空间变化的光学偶极子。我们发现二维平面腔中的莫尔层间激子与光子的杂交导致了两种类型的莫尔极化激元，它们表现出不同形式的拓扑输运现象，包括自旋/谷霍尔效应和极化霍尔效应，其特征在于通过层间偏压控制激子-腔失谐而具有显著的电调谐性。
2020-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coherent Optical Spin Hall Transport for Spin-optronics at Room Temperature
本研究在 FAPbBr3 钙钛矿微腔中实现室温激子极化激元光学自旋霍尔效应，证实长达 60 μm 的相干自旋输运，并演示 NOT 门与自旋极化分束器。
2023-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
High harmonic generation in monolayer and bilayer of transition metal dichalcogenide
在过渡金属二硫属化物（TMDC）中，电荷载流子具有与磁矩相关联的自旋、赝自旋和谷自由度。TMDC的单层和双层，特别是MoS $_2$，导致自旋和赝自旋效应之间的强耦合。这一特点引起了人们对TMDC在先进技术设备中潜在用途的关注。与此同时，高次谐波产生（HHG）最近已被应用于表征固体的电子结构，如能量色散，贝里曲率和拓扑性质。在这里，我们显示的"哲学"，使用高次谐波调查的单层和双层的非线性光学发射的MoS $_2$的结构效应所获得的理论结果。我们在3R AB立桩中使用MoS $_2$的简单模型。研究发现，在圆偏振激光（CPL）驱动下，TMDC中的赝自旋和谷指数（Berry曲率和偶极跃迁矩阵元）可以编码到高能光子辐射中。这一理论研究有望为谷电子学的超快操作铺平道路，并导致有关TMDC材料，Weyl半金属，拓扑相和拓扑绝缘体的转变的自旋轨道耦合（SOC）的影响的新问题。
2021-11-25 cond-mat.mtrl-sci
All-Optical Ultrafast Valley Switching in Two-Dimensional Materials
针对二维材料能谷电子学的快速调控需求，提出一种全光学相干控制协议，可在几十飞秒内实现能谷选择性激发、去激发和能谷间切换，并在石墨烯与二硫化钼中验证其普适性与鲁棒性。
2023-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Valley excitons in two-dimensional semiconductors
单层第六族过渡金属二硫属化物最近出现作为一类新的半导体在二维极限。吸引人的特性包括：可见光范围内的直接带隙是探索光电应用的理想选择;与载流子自旋和谷赝自旋相关的有趣物理学，这意味着基于这些内部自由度的新型电子学的潜力;由于二维几何形状和大的有效质量，特别强的库仑相互作用。激子是电子和空穴的束缚态，是二维半导体中最活跃的研究课题之一。由于激子具有很强的库仑束缚、带边的谷简并性以及带间跃迁的谷依赖光学选择规则，激子表现出了许多新的特性。在这里，我们给出了一个简要的概述二维过渡金属二硫属化物激子的实验和理论研究结果，重点是与他们的谷自由度的新特性。
2015-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
In-plane Chiral Tunneling and Out-of-plane Valley-polarized Quantum Tunneling in Twisted Graphene Trilayer
在这里，我们表明，扭曲的石墨烯三层由错误取向堆叠的石墨烯单层上的Bernal石墨烯双层可以表现出丰富的和定制的电子特性。对于石墨烯单层和双层是强耦合的情况，无质量的狄拉克费米子和大量的手征费米子共存于扭曲的三层中，导致独特的面内手征隧穿。对于两个石墨烯系统之间的弱耦合，单层和双层中准粒子的不同手性和赝自旋纹理使它们之间的垂直谷极化量子隧穿成为可能。有趣的是，谷极化的极性可以通过控制两个系统之间的旋转角度来反转。我们的研究结果表明，从单个原子平面组装的层状范德华结构可以创造出具有不寻常特性和新功能的材料，这取决于晶体层的堆叠方式。
2014-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetoelectric coupling, Berry phase, and Landau level dispersion in a biased bilayer graphene
研究了横向电场和磁场作用下石墨烯双层膜的能谱。我们发现，由此产生的朗道能级表现出非单调依赖的电场，以及许多水平交叉。这种行为是解释使用准经典量子化规则，适当地考虑到赝自旋的准粒子。赝自旋产生Berry相，这导致能量量子化的移动，并导致赝塞曼效应。后者依赖于电场，在两个谷之间符号交替，并且还减小带隙。其他赝自旋相关的量，如异常霍尔电导率的解析公式，推导和以前的理论工作相比。
2010-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exciton valley depolarization in monolayer transition-metal dichalcogenides
谷自由度是单层过渡金属二硫属化物中的一个重要的量子数。类似于半导体中的光学自旋取向，吸收光子的螺旋度可以传递到光激发电子和空穴的谷（赝自旋）量子数。与量子力学自旋类似，谷量子数也不是守恒量。由于长程电子-空穴交换，单层过渡金属二硫属化物中激子的谷去极化在低温下通常需要几ps。类似于这种行为的是单层MoSe $_2$和MoTe $_2$，其中去极化快得多。我们阐明了这些材料的神秘异常，发现它起源于Rashba诱导的暗激子和亮激子分支旁边的简并点耦合。当光激发的激子在简并区域附近的状态之间的能量弛豫期间散射时，它们在失去初始螺旋度后到达光锥。谷去极化在单层WSe $_2$、WS $_2$和可能的MoS $_2$中没有那么快，其中Rashba诱导的耦合可以忽略不计。
2019-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Concepts of super-valley electron and twist induced quantum super-valley Hall effect
固体中电子的集体运动常被方便地描述为准粒子的运动。在这里，我们表明，这些准粒子可以分层。例如谷电子，它在蜂窝晶格内的超轨道中运动，形成谷赝自旋，或者波包的自转。我们证明了扭曲可以诱导谷电子在双层系统的莫尔超晶格周围的更高能级的运动。这种更大尺度的谷电子集体运动可以被看作是更高能级准粒子的自旋转（自旋），或者我们称之为超谷电子。这种准粒子原则上可以具有介观尺寸，因为莫尔超晶胞可以非常大。它可能会导致一些有趣的性质，如拓扑和手性输运，超流体等，即使这些性质在原始的未扭曲系统中不存在。以扭曲反铁磁耦合双层膜为例，我们发现在双层膜中形成了磁通量周期性交错的类Haldane超晶格，并且该系统可以表现出量子超谷霍尔效应。进一步的分析表明，超谷电子在投影到顶层和底层时具有相反的手征性，可以描述为实空间中纠缠的狄拉克费米子的两个分量（磁单极子），也可以描述为一个巨电子，为理解固体中电子的集体运动开辟了一条新的途径.
2021-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical manipulation of layer-valley coherence via strong exciton-photon coupling in microcavities
对量子自由度（如自旋）的相干控制和操纵构成了新兴量子技术的基础。在这种情况下，强大的谷自由度和相关的谷赝自旋发现在二维过渡金属二硫属化物是一个非常有吸引力的平台。在这些系统中，即使在室温下也观察到谷极化和谷态的相干叠加。谷相干性的控制是实现谷量子比特的重要基础。在过去，大磁场或高功率激光已经被用于演示谷相干态的控制（初始化和旋转）。在这里，我们证明了层谷相干性的控制，通过强耦合的双层WS 2的谷激子微腔光子，通过利用伪磁场中产生的光学腔由于TE-TM分裂。使用光子结构来产生伪磁场，伪磁场可以用于操纵激子-极化激元，这提供了一种有吸引力的方法来控制光学响应，而不需要大的磁体或高强度的光泵浦功率。
2022-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Controlling Valley-Polarisation in Graphene via Tailored Light Pulses
类似于电荷和自旋，固体中的电子赋予了额外的自由度：谷赝自旋。二维六边形材料如石墨烯表现出两个谷，标记为$\mathbf{K}$和$\mathbf{K}^{\prime}$。这两个山谷有可能在二维材料中实现逻辑运算。获得对两个谷之间的谷偏振的期望控制是逻辑运算的先决条件。最近，研究表明，两个反向旋转的圆偏振激光脉冲可以在石墨烯中诱导显著的谷偏振。本工作的主要重点是通过控制不同的激光参数，如波长，强度比，频率比和子周期相位在两个反向旋转的圆偏振激光设置优化单层石墨烯的谷偏振。此外，还探索了基于单个或几个周期的线性偏振激光脉冲的替代方法，以在石墨烯中诱导显著的谷偏振。我们的工作可以帮助实验人员选择一个合适的方法与优化的参数空间，以获得所需的控制在单层石墨烯谷极化。
2021-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Chiral Decomposition of Twisted Graphene Multilayers with Arbitrary Stacking
本文提出扭转石墨烯多层膜的手性分解规则，揭示魔角下低能带由手性赝自旋双重态与平带纠缠构成，并证明垂直位移场可打开能隙使平带携带非零谷陈数，为设计拓扑与关联态提供指导。
2020-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin-momentum locked polariton transport in the chiral strong coupling regime
我们证明了室温下的手性谷激子在过渡金属二硫属化物单分子层与自旋动量锁定表面等离子体的强耦合。在这个制度中，我们测量自旋选择性激发的极化激元的定向流动。在强烈的光-物质耦合作用下，我们的平台产生了强大的谷间对比度和相干性，使我们能够产生在相反方向传播的手征极化激元的相干叠加。我们的研究结果揭示了丰富的和易于实现的可能性，我们的系统提供的背景下，手性光网络。
2017-09-08 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced Valley Zeeman Splitting in Fe-Doped Monolayer MoS2
塞曼效应为自旋自由度（DOF）的磁性操纵提供了独特的机会。近年来，二维过渡金属二硫族化物在液氦温度下出现了谷塞曼分裂现象。然而，为了实现谷赝自旋的实际应用，谷自由度必须在室温下由磁场控制，这仍然是一个重大的挑战。TMD中的磁性掺杂可以增强塞曼分裂，然而，在实验上实现这一点并不容易。在这里，我们报告明确的磁操纵谷塞曼分裂在300 K（g = -6.4）和10 K（g = -11）在CVD生长的Fe掺杂的二硫化钼单层;有效的g因子可以调整到-20.7通过增加Fe掺杂剂的浓度，这代表了约五倍的增强相比，未掺杂的二硫化钼2。我们的测量和计算表明，增强的分裂和geff因子是由于局域磁矩（Fe 3d电子）通过d轨道杂化与MoS 2的Heisenberg交换相互作用。
2020-02-15 cond-mat.mtrl-sci
