Tunable exciton interactions in optical lattices with polar molecules
被困在光晶格中的极性分子的旋转激发产生旋转激子。在这里，我们表明，这种激子的非线性相互作用可以控制的电场。激子-激子相互作用可以被调谐以诱导激子配对，从而导致双激子的形成。激子之间的可调非线性相互作用可以用于许多应用，从纠缠准粒子的受控制备到极化子相互作用的研究以及非线性相互作用对分子聚集体中量子能量输运的影响。
2012-06-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
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
Tunable Rydberg excitons maser
我们提出了一种基于CuO的固体脉泽，其中高激发里德堡激子态的系综作为增益介质。我们表明，该系统是高度可调的外部电场，允许发射频率的范围很宽。系统动力学的数值模拟进行优化的条件，有效的激射和估计的发射功率。
2018-05-31 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Electric-field-tunable intervalley excitons and phonon replicas in bilayer WSe$_2$
本文报道了用光致发光法直接观察到双层WSe $_2$中Q导谷和$Γ$价谷之间的谷间激子。$Γ$激子位于QK激子下方约18 meV处，并且主导双层WSe $_2$的发光。通过测量在门控电场下的激子光谱，我们发现了Q $Γ$和QK激子之间不同的层间电偶极矩和斯塔克位移。值得注意的是，我们可以使用电场在Q $Γ$和QK激子之间切换能量顺序和主导发光。Q $Γ$和QK激子都表现出明显的声子复制，其中由于激子-声子（近）共振散射和大量的双声子散射路径的存在，双声子的复制比单声子的复制更突出。我们可以通过全面的理论建模和计算来模拟副本光谱。斯塔克位移和声子副本的理论和实验之间的良好的协议，有力地支持我们的指定的Q $Γ$和QK激子。
2021-01-27 cond-mat.mes-hall
Valley polarization of exciton-polaritons in monolayer WSe2 in a tunable microcavity
过渡金属双硫族化合物单层膜具有很强的激子共振，是研究光-物质相互作用的一个非常有趣和通用的平台。在这项工作中，我们报告了一个强耦合制度的激子在单层WSe 2和光子限制在一个开放的，电压可调的电介质微腔。我们的系统的可调谐性，使我们能够扩展激子极化激元状态在很宽的能量范围内，特别是，使激子组件的较低的极化激元模式到共振与其他激子在单层WSe 2过渡。通过选择性激发自旋极化激子-极化激元，我们证明了当下支极化激元与单层WSe_2中的亮trion态共振时的谷极化和当它们与暗trion态共振时的谷去极化.
2018-09-25 cond-mat.mes-hall
Electrically tunable quantum confinement of neutral excitons
本研究利用栅控面内电场与横向p-i-n结中的激子-电荷相互作用，在二维半导体中实现中性激子低于10 nm的电控可调量子限制，并构建可调零维类量子点结构。
2023-08-15 cond-mat.mes-hall
Excitons in layered metal halide perovskites: an effective mass description of polaronic, dielectric and quantum confinement effects
本文提出一种结合有效质量理论、镜像电荷和哈肯势的激子模型，揭示层状钙钛矿中量子与介电限域压缩激子半径并增强极化子效应，从而提升结合能和辐射复合概率，成功匹配实验数据。
2023-08-06 cond-mat.mes-hall
Tunable strongly interacting dipolar excitons in hybrid perovskites
本文从理论上研究了有机-无机杂化钙钛矿型Ruddlesden-Popper薄膜的激子非线性。这些材料的复合分层结构允许在单原子层和宽准二维量子阱的极限情况之间灵活调制其激子响应。特别是，我们证明，横向电场导致的无机层内的载流子的空间分离，从而产生强烈的相互作用的激子具有内置的偶极矩。结合数百meV量级的激子结合能，这使得混合钙钛矿成为在降低的维度下定制非线性光学响应的最佳平台。
2021-10-30 cond-mat.mes-hall
Tunable exciton polaritons in biased bilayer graphene
本文提出在微腔中利用偏置双层石墨烯实现电可调谐激子极化激元，通过半经典与量子力学方法预测其可达到强耦合机制，并证明引入epsilon-near-zero材料可进一步增强光-物质相互作用。
2025-02-10 cond-mat.mes-hall
Type II InAs/GaAsSb Quantum Dots: Highly Tunable Exciton Geometry and Topology
本文研究了具有II型能带取向的InAs/GaAsSb量子阱结构的p-i-n二极管中电子和空穴波函数几何和拓扑的外部控制。我们发现高度可调激子偶极矩和很大程度上去耦激子复合和电离动力学。我们还预测了一个偏置制度，其中空穴波函数拓扑结构连续变化，从量子点样的量子环作为外部偏压的函数。所有这些性质在先进的电光应用和基本自旋轨道现象的研究中具有巨大的潜力。
2015-11-13 cond-mat.mes-hall
Electrically tunable strong coupling in a hybrid-2D excitonic metasurface for optical modulation
针对室温下激子快速非辐射衰减和退相移限制有源激子超表面效率的问题，本文结合原始二维异质结构与非局域介电超表面增强激子光-物质相互作用，实现环境条件下强且电可调的激子-光子耦合，制成自由空间光调制器并展示9.9 dB反射率调制，为纳米光子器件提供新机遇。
2025-02-17 cond-mat.mes-hall physics.optics
Exciton-Polariton Trapping and Potential Landscape Engineering
半导体微腔中的激子-极化激元已经发展成为研究动态玻色-爱因斯坦凝聚、宏观相干、多体效应、光和物质的非经典态以及可能的固态量子相变的模型系统。作为低质量玻色子，这些轻物质准粒子可以在高达300 K的极高温度下凝聚，同时保持基本性质，如空间和时间域的相干性，即使它们与环境不平衡。虽然为了观察极化激元的凝聚，平面内极化激元限制势的存在不是严格必要的，但是设计极化激元限制是控制、成形和引导极化激元流动的关键。基于极化激元的光电子器件原型依赖于超快的类光子速度和强非线性，以及定制的约束。纳米技术提供了几种途径来实现这样的限制，本文讨论了不同技术的具体特点和优势。作为混合激子-光子准粒子，极化激元可以通过它们的激子以及它们的光子分量被捕获，这导致了高度互补的技术的广泛选择。在这里，我们强调几乎自由选择的捕获几何形状和深度的限制，提供了一个强大的工具，控制和操纵的极化激元系统在半经典和量子域。此外，极化子封锁，莫特绝缘体物理，和复杂的晶格势中的高阶能带的人口的影响观察的可能性进行了讨论。这种效应的观察将意味着实现新的极化激子非经典光源和量子模拟器的机会。
2015-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Excitons in core-only, core-shell and core-crown CdSe nanoplatelets: interplay between in-plane electron-hole correlation, spatial and dielectric confinement
利用半解析模型计算了束缚在CdSe胶体纳米片中的中性激子的能量、有效玻尔半径和辐射寿命。激子性质在很大程度上取决于电子-空穴的面内相关性，这在NPL中通过准二维运动和与有机环境的介电失配而增强。在具有横向尺寸$L \gtrsim 20$ nm的NPL中，激子行为基本上是量子阱中的激子行为，其中超辐射导致激子寿命为1 ps或更小，仅受NPL面积的限制。然而，对于$L < 20$，nm激子进入中间限制区，因此偏离量子阱行为。在异质结构的NPL中，观察到不同的响应为核/壳和核/冠配置。在前者中，强的垂直约束限制了电子和空穴的分离，即使对于II型能带对准。激子的行为，然后类似于在核心只有NPL，虽然与减弱的介电效应。在后者中，如果能带排列是准II型（例如在CdSe/CdS中），则电荷分离也是低效的，因为电子-空穴相互作用将两个载流子驱动到核心中。然而，它变得非常有效的II型对齐，我们预测激子寿命达到$μs$。
2017-08-30 cond-mat.mes-hall
Tunable Bose-Einstein condensation and roton-like excitation spectra with dipolar exciton-polaritons in crossed fields
本文发展了交叉场下偶极激子-极化子的多体理论，揭示了极化子与激子凝聚间的可调谐转变，预测了激发谱的旋子-麦克斯特征，并发现伴随光致发光猝灭的关联增强现象。
2023-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Electrically tunable dipolar interactions between layer-hybridized excitons
本研究基于微观多元粒子理论，揭示了自然堆叠WSe$_2$同质双层中层杂化激子-激子相互作用随外部电场强度呈现低偶极与高偶极两种区间，阐明了原子级薄半导体中激子相互作用的显著电可调性。
2023-05-03 cond-mat.mes-hall
On-demand confinement of semiconductor excitons by all-optical control
在凝聚态物理中，通过建立对冷却和捕获技术的彻底控制，原子系统已经取得了显着的进展。在半导体中，这种方法也可以提供一种确定性的方法来实现利用激子气体的集体量子现象的长期目标。虽然长寿命激子简单地使用低温装置冷却到非常低的温度，但工程限制势一直是一项具有挑战性的任务。这种程度的控制是最近才实现的高要求的纳米制造工艺实现的设备。在这里，我们展示了这种技术的替代方案，并显示如何适当的光激发允许在原位操纵激子传输。我们的方法是基于光控制的注入和空间图案的电荷被困在一个场效应器件。因此，产生了电场梯度，并实现了激子偶极子的微观陷阱或反陷阱。因此，任何限制几何形状都可以通过成形激光激发的空间轮廓来实现。因此，我们成功地捕获激子气体的密度范围内的量子相关性预测在我们非常低的浴温度。
2012-02-15 cond-mat.mes-hall
Deterministic exciton confinement in 2D semiconductors via local dielectric engineering for scalable quantum light sources
Micro Nanoelectronics Research Center, Department of Electrical and Computer Engineering, Technion（微纳电子研究中心，电气与计算机工程系，以色列理工学院）；Institute of Applied Physics, The Faculty of Science and The Center for Nanoscience and Nanotechnology, The Hebrew University of Jerusalem（应用物理研究所，理学院，纳米科学与纳米技术中心，耶路撒冷希伯来大学）
通过局部介电工程在二维半导体中实现确定性激子限制，为可扩展量子光源提供实用且可扩展的集成方案。
2025-12-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Light propagation in tunable exciton-polariton one-dimensional photonic crystals
通过对嵌入量子阱的多层半导体结构（一维光子晶体）中光束传播的模拟，揭示了共振双曲型超材料的光学特性。折射角和光束扩展对激子辐射寿命的强烈依赖性被揭示。我们证明了光的强负光的折射和控制的光的群速度由一个外部偏压通过其对激子的辐射性质的影响。
2016-09-28 cond-mat.mes-hall physics.optics
Incidence of Quantum Confinement on Dark Triplet Excitons in Carbon Nanotubes
单壁碳纳米管（SWCNTs）在光收集和光电子学方面具有潜在的应用前景，因此其光物理特性受到广泛关注。单壁碳纳米管的激发态形成强束缚的电子-空穴对，即激子，其中只有单重态激子参与应用相关的光学跃迁。长寿命的自旋三重态阻碍了应用，但它们成为量子信息存储的候选者。因此，极大地需要三重态激子能量结构的知识，特别是以SWCNT手性依赖的方式。我们报告的观察光发射三重态复合，即磷光，几个单壁碳纳米管手性使用专门建造的光谱仪。这产生了作为SWCNT直径的函数的单重态-三重态间隙，并且它遵循基于量子限制效应的预测。在高微波功率（高达10 W）照射下的饱和允许确定三重态的自旋弛豫时间。我们的研究灵敏地区分最低的光学活性状态是从同一纳米管上的激发态填充，还是通过相邻纳米管的Förster激子能量转移填充。
2020-09-14 cond-mat.mes-hall
Multistability of a two component exciton-polariton fluid
在广义Gross-Pitaevskii方程线性响应近似下，研究了多组分激子-极化激元流体在共振激发下的稳定性。我们表明，两个空间均匀和独立可调谐的泵浦激光器产生，对于相同的系统参数值，多达三个稳定的解决方案。三稳定性的理解是，注意到空腔可以是很少或高度填充的，在第二种情况下，人口的最大部分位于两个组件中的任何一个。此外，我们表明，容易调谐的多稳态磁滞回线可以由系统执行。
2012-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
A Tunable Phonon-Exciton Fano System in Bilayer Graphene
不同可能路径之间的干涉是量子物理学的核心。这种系统的耦合离散和连续态之间的干涉可以深刻地改变其与光的相互作用，如Fano共振所示。在这里，我们提出了一个独特的多体Fano系统组成的一个离散的声子振动和连续的电子-空穴对跃迁的双层石墨烯。通过电子-声子相互作用，激发态被描述为混合声子-激子性质的元激发的新量子。混合态的红外吸收表现出特征Fano线形，其参数由多体相互作用重整化。值得注意的是，双层石墨烯中的Fano共振是通过电门控连续可调的。声子-激子耦合的进一步控制可以利用利用激发态红外活性的光场来实现。这种可调谐的声子激子系统也提供了一个有趣的可能性的“声子激光器”与受激声子放大所产生的带边电子的布居数反转。
2009-07-02 cond-mat.mes-hall
Dynamics of Long-Living Excitons in Tunable Potential Landscapes
提出了一种新的实验研究耦合量子阱半导体异质结构中长寿命激子动力学的方法。光刻限定的顶栅电极通过量子限制斯塔克效应为激子压印平面内人工电势景观。激子横向穿梭在一个时间依赖性的潜在景观所定义的交叉栅极结构。在由电阻栅条形成的梯度势中，观察到激子漂移速度> 1000 m/s时，超过150 μ m的长程漂移。
2005-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.str-el
Ten-valley excitonic complexes in charge-tunable monolayer WSe$_2$
本文研究电荷可调单层WSe$_2$中激子复合物，通过含超薄电介质的电荷可调器件探测激子图景，发现10个谷被填充时出现的新型热力学稳定多体激子，拓展了激子库并为相关理论提供新试验场。
2025-11-14 cond-mat.mes-hall
Zero-dimensional organic exciton-polaritons in tunable coupled Gaussian defect microcavities at room temperature
我们展示了强烈的光-物质相互作用，在环境条件下之间的梯形共轭聚合物和垂直微腔与可调谐振频率的各个模式。通过亚微米尺寸的高斯缺陷实现了极化激元的零维波长尺度限制，导致2g = 166 meV的极化激元分支的真空拉比分裂。通过在附近引入第二个高斯缺陷，我们得到了一个极化激元分子，其隧道耦合强度可达2 J ~ 50 meV。该平台能够创建量身定制的潜在景观，具有波长尺度的尺寸和可调的耦合强度，超出了热能，开辟了一条通往基于室温极化激元的量子模拟器的道路。
2019-01-18 cond-mat.mes-hall
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
Dynamically tunable moiré Rydberg excitons in a monolayer semiconductor on twisted bilayer graphene
莫尔激子是二维半导体中具有深莫尔超晶格势的光激发。虽然这些激发已经在几个平台中实现，但具有动态可调莫尔势以定制莫尔激子性质的系统尚未实现。在这里，我们提出了一个连续可调的莫尔电位在单层WSe 2，使其接近扭曲的双层石墨烯（TBG）附近的魔角。由于其平坦的电子能带，电荷分布是高度局域化的，并在TBG中形成三角形晶格。通过静电门控调节局部电荷密度，TBG因此提供了用于调制单层激子波函数的空间变化和动态可调的介电超晶格。通过光学反射光谱，我们观察到出射莫尔激子里德堡分支在单层WSe 2与掺杂TBG后增加的能量分裂。扭曲角的依赖性表明，观察是由于明亮和黑暗的里德伯态之间的杂交，使莫尔电位。此外，在魔角1.1°附近，由于TBG中强关联态的形成，莫尔里德堡激子在掺杂后形成了一种双折射模式.我们的研究提供了一个新的平台，工程莫尔激子，以及光学可达性的电子态与小关联隙TBG。
2023-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Confinement of long-lived interlayer excitons in WS$_2$/WSe$_2$ heterostructures
层状材料中的层间激子是研究量子粒子间长程相互作用所引起的多体现象的一个新平台。在势能陷阱中定位单个层间激子的能力是在人工晶格中模拟哈伯德物理的关键一步。在这里，我们证明了空间定位的长寿命层间激子在一个强烈的限制陷阱阵列使用WS $_{2}$ /WSe $_{2}$异质结构的纳米图案衬底上。我们检测到长寿命的层间激子的寿命接近0.2毫秒，并表明，他们的限制结果在微秒范围内的寿命减少和更强的发射率与持续的光学选择规则。永久偶极矩、空间限制和长寿命的组合将层间激子置于满足在光学可分辨的陷阱晶格中观察长程动力学的要求之一的制度中。
2020-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Energy states of Rydberg excitons in finite crystals: From weak to strong confinement
本文通过数值求解二维和三维薛定谔方程，系统研究了有限晶体中里德伯激子能级在抛物型与矩形约束下从弱约束到强约束的演化规律，并对Cu$_{2}$O量子阱中的能级交叉现象进行了分类和比较分析。
2024-05-24 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Strong electrically tunable exciton g-factors in an individual quantum dots due to hole orbital angular momentum quenching
强的电可调激子g-因子中观察到的个人（Ga）InAs自组装量子点和微观起源的效果进行了解释。现实的八带k.p模拟定量地解释了我们的观察，同时再现激子跃迁能量，DC斯塔克位移，抗磁位移和g因子可调性模型点与测量的大小和一个相对较低的In-组成的x（In）~35%附近的点顶点。我们发现，所观察到的g-因子的可调性是由空穴，电子贡献只有微弱。示出的电场引起的扰动的空穴波函数的影响后，g-因子通过轨道角动量淬火，在：Ga的包络函数内的组合物的变化只起很小的作用。我们的研究结果提供了设计规则生长自组装量子点的电自旋操纵通过电g因子调制。
2010-08-31 cond-mat.mes-hall
Tunable phononic coupling in excitonic quantum emitters
设计基本量子激发之间的耦合是量子科学和技术的核心。一个重要的例子是量子光源的产生，其中单光子和声子之间的耦合可以被控制和利用，以实现量子信息转换。在这里，我们报告的确定性创建的量子发射器具有高度可调的激子和声子之间的耦合。量子发射体形成在均双层半导体WSe 2中产生的应变诱导量子点中。量子限制层间激子和太赫兹层间呼吸模式声子的共定域，直接调制激子能量，导致一个独特的强声子耦合到单光子发射。层间激子发射的单光子谱具有>83%的单光子纯度和多个声子副本，每个声子副本预示着量子发射体中声子Fock态的创建。由于层间激子的垂直偶极矩，声子-光子相互作用在很宽的范围内是电可调的，有望达到强耦合区。我们的研究结果表明，在原子界面处的一种新型的固态量子激子-光机系统，发射飞行的光子量子比特与固定的声子耦合，这可以用于量子转换和互连。
2023-02-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Highly Tunable Ground and Excited State Excitonic Dipoles in Multilayer 2H-MoSe$_2$
本文研究双层和三层2H-MoSe$_2$中层间激子与层内A激子基态和激发态的电场驱动耦合，证明杂化态兼具强振子强度、大永久偶极、高能量可调性和宽范围g因子调控，为探索强光-物质耦合下的激子-激子相互作用提供了高度可调平台。
2023-01-19 cond-mat.mes-hall
Energy spectrum of confined positively charged excitons in single quantum dots
提出了一个将量子点中带正电荷激子的束缚能与限制能联系起来的理论模型。结果表明，结合能，定义为相应的带电和中性复合物之间的能量差限制在同一激子壳强烈依赖于壳指数。此外，它表明，从$p$ -和$s$ -壳层的一个点的带正电的激子的结合能的比例主要取决于在点，这是由于“隐藏的对称性”的多电子空穴系统的接近完美的限制。我们将该理论应用于单个GaAlAs/AlAs量子点中的激子。利用显微光致发光和显微光致发光激发磁谱确定了相关的结合能。我们表明，在我们的理论中，使用的结合能的比率确定的约束能对应的实际约束能的调查点。
2016-03-08 cond-mat.mes-hall
Charged excitons or trions in 2D parabolic quantum dots?
到目前为止，在文献中，术语“带电激子”和“trion”经常相互混淆，并且大多被认为是相同的。在这项工作中，我们表明，这是不是在二维量子点的情况下，抛物约束。利用非限制性Hartree-Fock方法，计算了二维抛物量子点中带电激子和激子的能量和结合能随载流子在量子点中的限制的变化.结果表明，带电激子和激子的结合能随电子与空穴之间的约束比的变化而有不同的表现。还考虑了外加磁场对带电激子结合能的影响。
2021-12-26 cond-mat.mes-hall
Gate-tunable exciton-polaron Rydberg series with strong roton effect
电子激子极化子是费米海（FS）中由极化电子-空穴云包裹的激子形成的假想多体准粒子。预计它将显示出丰富的多体物理和不寻常的Roton般的色散。近年来，人们用激子极化子理论解释了单层掺杂过渡金属二硫属化物（TMD）的激子光谱，但这些研究仅限于基态。激发态激子极化子由于其更大的空间范围可以表现出更丰富的多体物理，但由于其固有的微弱信号，检测是具有挑战性的。在超净单层MoSe $_2$器件中，我们用光谱学方法观察到了1 s- 3s激子里德堡系列的门控可调激子极化子。当FS扩展时，我们观察到越来越严重的抑制和陡峭的能量从低到高里德堡态的转变。他们的门依赖的能量转移超出了trion的描述，但符合我们的激子极化子理论。值得注意的是，激子-极化子吸收带和发射带以能隙分离，该能隙从基态到激发态增加。这种奇特的特性归因于类旋子激子-极化子色散，其中能量最小值发生在有限动量处。从基态到激发态，旋子效应增强。这种激子-极化子里德堡系列具有显著的多体效应和旋子效应，为探索复杂的多体现象提供了一个新的平台。
2020-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Valley-selective confinement of excitons in transition metal dichalcogenides with inhomogeneous magnetic fields
该研究针对二维过渡金属二硫化物体系，利用磁化铁磁结构边界的非均匀磁场，基于塞曼效应实现了激子的能谷选择性空间局域，且该分离可通过圆偏振光探测、多参数可调。
2024-03-07 cond-mat.mes-hall
Electrically tunable organic-inorganic hybrid polaritons with monolayer WS2
激子-极化激元是由光子态和激子态的线性叠加组成的准粒子，为非线性光学器件提供了潜力。极化激元的激子分量提供有限的库仑散射截面，使得在有机材料（Frenkel）和无机材料（Wannier-Mott）中发现的不同类型的激子产生具有不同粒子间相互作用强度的极化激元。具有不同激子的混合极化激元态为原位控制非线性行为提供了一条潜在的技术路线。在这里，我们展示了一种设备，其中混合极化激元显示在环境温度下，激子的组成部分是部分Frenkel和部分Wannier-Mott，并且在其中占主导地位的激子类型可以切换与施加的电压。该装置由含有有机染料和过渡金属二硫属化物WS $_2$单层的开放微腔组成。我们的研究结果提供了一个视角，电控非线性极化激元器件在室温下。
2017-03-17 cond-mat.mes-hall
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
Exciton switching and tunable exciton-phonon coupling in Oxygen doped ZnO nanorods
National Institute of Science Education and Research (NISER)（国家科学教育与研究所（NISER））；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国家研究所）
通过氧离子辐照调控ZnO纳米棒缺陷，实现可逆激子开关及激子-声子耦合的调谐，为缺陷可编程纳米光子器件提供新途径。
2026-10-08 cond-mat.mes-hall
Interlayer coupling and gate-tunable excitons in transition metal dichalcogenide heterostructures
双层范德华（vdW）异质结构如MoS 2/WS 2和MoSe 2/WSe 2最近引起了人们的广泛关注，特别是因为它们的II型能带排列和层间激子作为最低能量激子态的形成。在这项工作中，我们计算了这种异质结构的电子和光学性质的第一性原理GW+Bethe-Salpeter方程（BSE）方法，揭示了层间耦合在决定激发态性质，包括能带排列和激子性质的重要作用。计算表明，由于层间耦合，低能激子可以通过垂直栅场进行宽范围的调谐。特别地，在这些双层异质结构中的最低能量激子的偶极振子强度和辐射寿命在实际的外部栅极场内变化超过一个数量级。我们还建立了一个简单的模型，捕捉背后的可调谐性的基本物理，并允许扩展的从头计算结果的大范围的电场。我们的工作阐明了双层vdW异质结构中层间激子的物理图像，并预测了二维光电子器件的宽范围的门可调激发态特性。
2017-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Engineering the spatial confinement of exciton-polaritons in semiconductors
我们证明了在固态系统中的电子激发的空间限制，在新的人工结构，可以设计具有任意的维度和形状。所研究的激发是平面半导体微腔中的激子-极化激元。通过横向捕获其光子分量，它们被限制在微米大小的区域内。在角分辨光发射光谱中发现了上下极化激元受限态的显著特征，其中存在离散的能谱和宽角模式。一个理论模型明确地支持我们的观察。
2006-03-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Exploiting one-dimensional exciton-phonon coupling for tunable and efficient single-photon generation with a carbon nanotube
凝聚态发射体由于与外部自由度的耦合而提供了丰富的腔量子电动力学效应。在碳纳米管的情况下，可以实现局域激子和一维声学声子模式之间的非常特殊的耦合，这在发光光谱中产生明显的声子翼。通过将单个纳米管耦合到可调谐光学微腔，我们表明这种独特的激子-声子耦合是一种有价值的资源，可以扩大单光子源的调谐范围，同时保持良好的激子-光子耦合效率和光谱纯度。使用我们的扫描光纤腔的独特的灵活性，我们能够测量的效率谱的非常相同的纳米管在珀塞尔制度的几个模式体积。而这个效率谱看起来非常像自由空间发光光谱时，珀塞尔因子是小的（大模式体积），我们表明，在较低的模式体积的变形，这个光谱可以追溯到激子-光子耦合的强度。它显示了增强的效率上的红翼，所产生的激子和腔之间的非相干能量交换过程的不对称性。这使我们能够获得高达几百倍的源的光谱宽度的调谐范围。
2017-07-19 cond-mat.mes-hall
Single exciton emission from gate-defined quantum dots
利用在双量子阱上制作的栅控静电阱，我们可以实现一个光学活性和电压可调的量子点，它可以限制单个的、长寿命的、空间上间接的激子。我们研究了从多激子到单个间接激子的跃迁。在少数激子制度，我们观察到离散的发射线，反映了偶极激子间排斥和空间量子化的相互作用。量子点状态可通过栅极电压调节，并且采用磁场导致抗磁性移位。该方案引入了一个新的门定义的平台，用于创建和控制光学活性量子点，并打开了路线光刻定义的耦合量子点阵列与可调平面内耦合和电压控制的光学特性的单电荷和自旋状态。
2012-04-14 cond-mat.mes-hall
Exciton-polaritons in van der Waals heterostructures embedded in tunable microcavities
层状材料可以垂直组装以制造一种新型的几个原子层厚的范德华（VDW）异质结构，其与各种衬底和光电子器件几何形状兼容，从而实现用于控制光-物质耦合的新策略。在这里，我们将二硒化钼/氮化硼（MoSe $_2$ /hBN）量子阱（QW）在一个可调谐的光学微腔。部分光-部分物质极化激元本征态是由于MoSe $_2$激子和腔光子之间的强耦合而观察到的，这从中性激子和腔模式之间的明显的反交叉中得到证明，对于单个MoSe $_2$单层量子阱，分裂为20 meV，在MoSe $_2$ /hBN/MoSe $_2$双量子阱中增强到29 meV。共振分裂提供了激子辐射寿命为0.4 ps的估计。我们的研究结果铺平了道路的室温极化激元器件的基础上多量子阱VDW异质结构，其中极化激元凝聚和极化激元注入通过纳入石墨烯接触可能会实现。
2015-05-17 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
Nanoscale confinement and control of excitonic complexes in a monolayer WSe2
本文提出低温电容式共聚焦光学显微镜（C3OM），利用导电AFM针尖在4K下对单层WSe2实现纳米尺度掺杂调控，从而在任意位置限制并观测激子、三激子及更大激子复合体的非线性光学响应。
2023-11-30 cond-mat.mes-hall physics.optics
Graphene as a Tunable Nonradiative Bath for Moiré Excitons
National Institute for Materials Science (NIMS)（物质材料研究机构）；Research Center for Materials Nanoarchitectonics (MANA)（材料纳米结构研究中心）
提出最小理论描述二维激子（特别是莫尔局域激子）向邻近石墨烯的非辐射能量转移，发现转移速率可探测激子局域化，且石墨烯栅极可调谐PL猝灭。
2026-08-03 cond-mat.mes-hall
AA-stacked bilayer graphene in an applied electric field: Tunable antiferromagnetism and coexisting exciton order parameter
我们研究了横向电场作用下AA堆叠双层石墨烯的电子性质。强的在位库仑排斥稳定了系统中的反铁磁有序。反铁磁序至少部分地被横向偏置电压抑制。面间库仑排斥和非零电压使激子序参量稳定。激子序参量与反铁磁性共存，对于偏置电压和相互作用常数的实际值，可以大到几十meV。横向偏压的施加可用于控制双层的输运性质。
2014-06-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Exciton Confinement in Two-Dimensional, In-Plane, Quantum Heterostructures
该研究通过连续外延生长在WSe2单层中制备面内MoSe2量子点，观测到尺寸依赖的激子横向限制、低温蓝移及单光子发射。
2023-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Tunable properties of excitons in double monolayer semiconductor heterostructures
本文通过切比雪夫多项式展开和连续介质模型，系统研究了带介电间隔层的TMD双层中激子结合能与能量随间隔层宽度和介电常数的可调性质。
2023-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interlayer excitons with tunable dispersion relation
层间激子，包括一种材料中的电子通过库仑吸引力与相邻材料中的空穴结合，是可以呈现各种多体相的复合玻色子。玻色子系统的相图很大程度上取决于玻色子的色散关系，而玻色子的色散关系本身是电子和空穴的色散关系的组合。在这里，我表明，在电子或空穴有一个非单调的情况下，“墨西哥帽形”的色散关系，激子色散关系可以有一个范围内的定性不同的形式，每个对应于一个不同的多体相在低温下。这种多样性表明了一种新的平台，可以使用外部场在不同的量子相位之间进行连续调谐。
2016-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electrically Tunable Two-Component Exciton Condensate in a Coulomb-Coupled Graphene Trilayer
University of Michigan（密歇根大学）；Columbia University（哥伦比亚大学）；Purdue University（普渡大学）；National Institute for Materials Science（物质材料研究机构）
本研究通过静电栅极调控三层石墨烯载流子密度，结合实验与理论证实了具有可连续调控内部结构的双组分激子凝聚体的存在。
2026-08-31 cond-mat.mes-hall
Tunable optical nonlinearity for TMD polaritons dressed by a Fermi sea
我们研究了一个系统的过渡金属二硫属化物（TMD）单层放置在光学谐振腔中，在激子和光子之间实现了强烈的光-物质耦合。本文给出了掺杂TMD单层膜激子-极化激元非线性光学响应的定量理论，并详细分析了两种非线性源。第一个非线性响应的贡献源于激子之间的库仑交换相互作用。第二个贡献来自拉比分裂的减少，这源于激子浓度增加时的相空间填充和激子的复合性质。我们证明，这两个非线性的贡献增强的存在下，自由电子。由于自由电子浓度可以通过外部施加的栅极电压来常规控制，这开辟了非线性光学响应的电调谐的方式。
2020-10-08 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
Magnetically tunable exciton valley coherence in monolayer WS$_2$ mediated by the electron-hole exchange and exciton-phonon interactions
本文通过建立包含谷内和谷间散射的主方程模型，揭示了单层WS$_2$中磁场可通过解除谷简并抑制电子-空穴交换诱导的退相干，从而调控激子谷相干性，并发现暗激子在低温下具有约15 ps的长相干时间。
2023-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
