Experimental evidences of trions and Fermi edge singularity in single barrier GaAs/AlAs/GaAs heterostructure using photocapacitance spectroscopy
在本文中，我们展示了如何光电容光谱可以探测二维激子复合物和费米边缘奇异性作为一个功能的外加偏压约100 K。在较低密度区域（<1 × 1011 cm ^-2），光谱中出现两个明显的峰，这表明激子和带正电的三离子共存。我们估计这些trions的结合能为~2.0 meV。在较高密度区域（> 1 × 10^11 cm^-2），我们观察到在特定反向偏压附近的光电容谱中从三重子到非对称形状费米边奇异性的急剧光谱跃迁。然而，在相同的情况下测量的光致发光光谱中不存在这些特征。这种不同之处清楚地指出，不同的多体物理支配着这两种光谱测量。我们还讨论了为什么这样的量子限制偶极子的空间间接trions可以有牺牲有限的概率，甚至在100 K左右生存。最后，我们的观察表明，光电容技术，这是很少用于检测trions在过去，也可以是有用的，以检测这些空间间接激子复合物的痕迹，以及费米边缘奇异性，即使在100 K。这主要是由于这样的异质结内的偶极变化，这样的介电测量的灵敏度增强。
2018-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Anyon-trions in atomically thin semiconductor heterostructures
Ludwig-Maximilians-Universität München（慕尼黑大学）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）；Collège de France（法兰西公学院）；CNRS（法国国家科学研究中心）；ENS-Université PSL（巴黎高等师范学院-巴黎文理研究大学）；Sorbonne Université（索邦大学）；International Solvay Institutes（国际索尔维研究所）；Université Libre de Bruxelles（布鲁塞尔自由大学）；ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）
该研究通过理论分析证明在二维半导体异质结构中，层间激子与准孔结合可形成任何子三重态，并展示了其结合能与准孔电荷的关系。
2025-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Trion Engineered Multimodal Transistors in Two dimensional Bilayer Semiconductor Lateral Heterostructures
Indian Institute of Technology Kharagpur（印度理工学院卡拉格普尔分校）；Indian Institute of Technology Bombay（印度理工学院孟买分校）；Philipps-University at Marburg（马尔堡菲利普斯大学）；Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）
本研究通过二维双层半导体横向异质结实现多模态晶体管，利用内在能级分离调控三重态生成与传输，为光电和量子技术发展提供新路径。
2024-11-02 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Enhanced interlayer neutral excitons and trions in trilayer van der Waals heterostructures
垂直堆叠的范德华异质结构构成了一个有前途的平台，提供定制的带对齐增强激子系统。在这里，我们报告的中性和带电的层间激子在三层WSe 2-MoSe 2-WSe 2范德华异质结及其动力学的观察。在三层中添加WSe 2层导致显着更高的光致发光量子产率和可调光谱共振相比，其双层异质结构在低温下。观察到的光致发光量子产率的增强是由于显着更大的电子-空穴重叠和更高的光吸收的三层异质结构，通过第一原理赝势计算的基础上自旋极化密度泛函理论的支持。我们进一步揭示了三层异质结层间中性激子和三重激子的温度和功率依赖性，以及时间分辨的光致发光。我们的研究阐明了利用第一性原理控制层间激子发光和设计原子异质结构的光电子学前景。
2018-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Nanoscale modification of WS$_2$ trion emission by its local electromagnetic environment
过渡金属二硫属化物单分子膜的结构、电子和化学纳米级修饰改变了它们的光学性质，包括产生单光子发射体。一个关键的缺失元素完全控制是一个直接的空间相关性的光学响应纳米级的修改，由于光学光谱和纳米分辨技术，如透射电子显微镜或扫描隧道显微镜之间的空间分辨率的巨大差距。在这里，我们通过使用电子光谱法获得纳米分辨光学特性来弥合这一差距，特别是电子能量损失光谱法（EELS）用于吸收和阴极发光（CL）用于发射，这与化学和结构信息直接相关。在h-BN/WS $_2$ /h-BN异质结中，我们观察到由于数十纳米宽的电介质贴片而导致的trion（X $^{-}$）发射的局部调制，而激子X $_A$不遵循相同的调制。在靠近支撑异质结构的碳膜的电荷积累发生的区域中，三电子发射也增加。最后，局部激子发射（L）检测不相关的应变变化1 $\%$以上，这表明点缺陷可能参与其形成。
2021-02-12 cond-mat.mes-hall
Analog of the Auger effect in radiative decay of a trion in a quantum well
我们已经分析了X^- trion（激子+电子）衰变的能量学，假设激子和trion是单个二维半导体量子阱的独立激发。第一次，它已被证明，在填充一个井与电子从一个选择性的施主掺杂矩阵，结合能的trion（电子与激子）线性增加的费米能级的位移到深度的c带。这与ZnSe/Zn_（0.89）Mg_（0.11）S_（0.18）Se_（0.82）和CdTe/Cd_（0.7）Mg_（0.3）Te异质结中三电子低温辐射衰减（光致发光）的实验结果一致。
2010-09-02 cond-mat.mes-hall
Complexes of dipolar excitons in layered quasi-two-dimensional nanostructures
本文讨论了层状准二维半导体异质结构中间接激子形成的中性和带电复合物（双激子和三电子）。间接激子-不同层的长寿命中性库仑束缚电子和空穴对-已知用于半导体耦合量子阱，并且最近报道用于范德华异质结构，例如双层石墨烯和过渡金属二硫属化物。利用组态空间方法，我们推导出三子和双激子结合能随层间距变化的解析表达式。该方法捕获复杂的形成，揭示显着的结合能，高达几十毫电子伏的典型层间距离~3-5 A，与trion结合能总是大于双激子的基本运动学。我们的结果有助于理解更复杂的多体现象，如激子玻色-爱因斯坦凝聚和Wigner类电子空穴结晶在层状半导体异质结构。
2017-12-24 cond-mat.mes-hall
Electrically Controlled Interfacial Charge Transfer Induced Excitons in MoSe2-WSe2 Lateral Heterostructure
本文研究单层MoSe2-WSe2横向异质结构中电控激子产生、输运与量子发射调控，结合石墨烯栅极器件、低温光谱和第一性原理计算，揭示界面电荷转移与电场协同机制，为电光量子器件发展提供新路径。
2024-07-18 cond-mat.mes-hall
Interplay between spin proximity effect and charge-dependent exciton dynamics in MoSe$_2$ / CrBr$_3$ van der Waals heterostructures
范德华异质结构中的半导体铁磁-非磁界面提供了一个独特的机会来研究依赖于多种现象的磁邻近相互作用，包括谷和层赝自旋，莫尔周期性或异常强的库仑结合。在这里，我们报告的MoSe $_2$和CrBr $_3$的光致发光之间的磁邻近效应的电荷状态的依赖性，从而谷极化的MoSe $_2$ trion状态符合密切的本地CrBr $_3$磁化，而中性激子状态保持不敏感的铁磁体。我们把这归因于自旋相关的层间电荷转移发生在激子和三重子辐射寿命之间的时间尺度上。更进一步，我们通过磁光克尔效应和光致发光揭示了对比谷偏振的域状空间形貌，我们推断其是锯齿状的或高度复杂的，其特征小于400 nm，对应于我们的光学分辨率。我们的研究结果提供了一个独特的洞察短寿命的谷激子和自旋相关的层间隧穿之间的相互作用，同时也突出了MoSe $_2$作为一个有前途的候选人，在范德华结构的奇异自旋纹理光学接口。
2020-10-21 cond-mat.mes-hall
Magnetic proximity beyond the interface: Layer-sequence-dependent exchange in WSe$_2$/CrI$_3$ heterostructures
RWTH Aachen University（亚琛工业大学）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）；Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心）
本研究以WSe₂/CrI₃异质结为对象，发现中性激子谷分裂仅依赖界面CrI₃磁化，而带电激子响应受CrI₃完整层序磁耦合调控，揭示了界面外的磁邻近效应。
2026-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Realizing Topological Superconductivity in Tunable Bose-Fermi Mixtures with Transition Metal Dichalcogenide Heterostructures
本文提出在TMD三层异质结构中耦合层间激子与掺杂电荷构建玻色-费米混合物，利用层间三子的自旋选择性介导单一自旋吸引相互作用，实现低温拓扑p+ip超导，并通过固态Feshbach共振调节三子结合能控制该非常规态。
2024-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Localized Excitons in NbSe$_2$-MoSe$_2$ Heterostructures
原子薄材料中的中性和带电激子（trion）为光子学提供了重要的功能，从超快光电探测器到高效发光二极管和激光器。最近的研究范德华（vdW）异质结构由不同的单层材料已经发现了丰富的光学现象，主要是由层间相互作用。在这里，我们研究了NbSe $_2$ - MoSe $_2$ vdW异质结构的光学性质，它为研究金属-半导体界面（光电子学中的常见元素）提供了重要的模型系统。通过低温光致发光（PL）显微镜，我们发现了一个尖锐的发射功能，L1，这是本地化的NbSe $_2$覆盖区域的MoSe $_2$。L1是在低于通常研究的MoSe $_2$激子和trions的能量下观察到的，并且表现出与限制势中的激子局域化一致的温度和功率依赖性PL。值得注意的是，L1不仅在不同的样品中非常稳健，而且在各种制造工艺下也非常稳健。使用第一性原理计算，我们揭示了激子本地化所需的限制电位自然产生的平面内的能带弯曲，由于原始的MoSe $_2$和NbSe $_2$ - MoSe $_2$异质结构之间的电子亲和力的变化。我们讨论了我们的研究与原子尖锐的接口和可调电子结构的原子薄的光电子器件的影响。
2020-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Excitons and trions in CrSBr bilayers
本文理论上研究了CrSBr范德华异质结构中各向异性二维半导体的中性与带电激子，计算了激子与三子的结合能及其对质量比、介电屏蔽和层间距离的依赖，并分析了激子-光耦合效应及与驻留电子费米海的关联，结果与近期实验吻合。
2025-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Configuration space method for calculating binding energies of exciton complexes in quasi-1D/2D semiconductors
North Carolina Central University（北卡罗来纳中央大学）
本文提出一种配空间方法，用于计算准1D/2D半导体中激子复合物（三重态、双激子）的结合能，揭示了在强限制结构中三重态结合能更高，而在弱限制结构中双激子结合能更高，从而得出三重态稳定性随横向尺寸增加而降低的普遍交叉行为。
2016-07-02 cond-mat.mes-hall
Superconductivity induced by strong electron-exciton coupling in doped atomically thin semiconductor heterostructures
本研究提出原子级薄半导体中激子介导电子间有效吸引的超导诱导机制，考虑三激子强耦合物理，发现系统经历BCS-BEC交叉且临界温度可达费米温度10%，为二维材料异质结构实现高温超导提供新方向。
2024-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Highly nonlinear Moiré exciton and trion polaritons
Laboratory for Physical Sciences, University of Maryland（马里兰大学物理科学实验室）；University of Rochester（罗切斯特大学）；University of Notre Dame（圣母大学）；The Institute of Optics, University of Rochester（罗切斯特大学光学研究所）
本研究通过将n掺杂MoSe2/WS2异质双层中的层杂化激子和三子强耦合到光学微腔中，发现掺杂电子引起的Lindhard屏蔽和三子形成导致显著的非单调非线性响应，并实现名义扩散长度接近100微米的高速度热极化激元。
2026-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically controlled interlayer trion fluid in electron-hole bilayers
本文在二维范德华电子-空穴双层中实验实现电控层间三离子流体，可通过静电门控连续调控多种关联流体态，并支持tetrons、pentons等高阶复合物。
2023-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Trion formation in a two-dimensional hole-doped electron gas
用扩散量子蒙特卡罗模拟研究了单个空穴与二维顺磁性均匀电子气的相互作用。电子空穴相关能，对关联函数，和电子空穴的质心动量密度的计算报告的范围内的电子空穴质量比和电子密度。我们发现了从集体马汉激子的一个trion占主导地位的状态的密度范围内的交叉与最近的量子阱异质结构的实验中发现的数值证据。
2016-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Intrinsic localized excitons in MoSe$_2$/CrSBr heterostructures
本研究通过光谱实验与理论计算，发现MoSe2/CrSBr异质结构中的局域激子源于CrSBr层内本征缺陷，并揭示其与磁序相关的自旋依赖电荷转移及各向异性偏振响应，为自旋电子学器件提供新见解。
2024-05-25 cond-mat.mes-hall
Charge transfer mediated anomalous photoluminescence enhancement in monolayer MoS2 graphene heterostructure via polystyrene assisted wet transfer
Nanomagnetism and Microscopy Laboratory, Department of Physics, Indian Institute of Technology Hyderabad（印度理工学院海得拉巴分校）；Tata Institute of Fundamental Research Hyderabad（塔塔基础研究所海得拉巴分所）
研究通过聚苯乙烯辅助湿法转移将单层MoS2与单层石墨烯集成，实现光致发光增强。利用多种技术揭示电荷转移及相关机制，确立该转移为界面工程策略，可提升MoS2石墨烯异质结构在光电器件中的潜力。
2026-07-22 cond-mat.mes-hall
Nanobubble induced formation of quantum emitters in monolayer semiconductors
近年来，过渡金属二硫属化物（TMDC）中激子量子发射体的发现引起了人们对低维体系中局域激子的研究兴趣。关于先前归因于掺杂剂和/或缺陷以及应变电位的微观起源，仍然存在悬而未决的问题。在这里，我们表明，量子发射体可以故意诱导WSe 2和BN/WSe 2异质结构中的纳米气泡形成。原子力显微镜和高光谱光致发光图像的相关性表明，量子发射体和trion无序的起源是外在的，分别与10 nm高的纳米气泡和70 nm高的皱纹。我们进一步证明，在没有0 D量子发射体和trion无序的情况下，热冲压的结果。所展示的技术是有用的纳米激光器和确定性的形成腔QED系统在单层材料的进步。
2016-12-19 cond-mat.mes-hall
Room-temperature quantum emission from interface excitons in mixed-dimensional heterostructures
本文在二维二硒化钨与一维碳纳米管构成的混合维度异质结构中实现了界面激子的室温观测与单光子发射，通过调控能带排列验证其II型异质结构起源，为量子光子学提供新平台。
2023-07-28 cond-mat.mes-hall
Resonant exciton transfer in mixed-dimensional heterostructures for overcoming dimensional restrictions in optical processes
本研究针对低维纳米材料光学激发的维度限制问题，提出利用碳纳米管/二硒化钨混合维度异质结构的激子库效应实现激子转移，共振能带排列下激发效率显著提升，为能量收集和量子应用提供新途径。
2023-07-14 cond-mat.mes-hall
Nonlocal Exciton-Photon Interactions in Hybrid High-Q Beam Nanocavities with Encapsulated MoS$_2$ Monolayers
原子薄的半导体可以容易地集成到广泛的纳米光子架构中，用于量子光子学和新型光电子器件中的应用。我们报道了\textit{free} trions在原始hBN/MoS $_2$ /hBN异质结构耦合到单模（Q $>10^4$）准0 D纳米腔的非局域相互作用的观察。相互作用系统的高激子和光子质量源于我们的集成纳米纤维方法，同时具有hBN封装和MoS $_2$单层内的最大化局部腔场振幅。我们观察到的腔-trion相互作用强度的非单调温度依赖性，一致的非局部的光-物质相互作用中的质量中心的波函数的范围是可比的腔模式体积在空间中。我们的方法可以推广到其他光学活性2D材料，开辟了利用量子光子学应用的新型光-物质相互作用机制的道路。
2022-12-25 cond-mat.mes-hall
Enhanced exciton-exciton collisions in an ultra-flat monolayer MoSe2 prepared through deterministic flattening
通过经由少层石墨烯覆盖层施加力将气泡和杂质挤出层间空间，导致具有超平坦结构的范德华异质结构，该超平坦结构不受由带电杂质引起的随机静电势的影响。在没有石墨烯覆盖层的情况下，AFM针尖的挤压过程会产生n ~ 2 x 10^12 cm^-2 uN^-1的作用力依赖性电荷，从而在低温下MoSe 2的光致发光光谱中产生强强度的三电子。我们发现用“改进的纳米压缩方法”制备的hBN/MoSe_2/hBN显示出强的激子发射，激子峰的剩余线宽仅为2.2 meV，与均匀极限相当。此外，在这个高质量的样品中，我们发现，由于激子之间的碰撞增强，即使在极低的激发功率（Φ ~ 2.3 x 10^19 cm^-2 s^-1）下也会形成双激子。
2020-06-04 cond-mat.mes-hall
Mixed-Dimensional van der Waals Heterostructures
越来越多的二维（2D）材料的隔离激发了全世界将不同的2D材料集成到范德华（vdW）异质结构中的努力。考虑到任何钝化的无悬挂键表面将通过vdW力与另一个表面相互作用，vdW异质结构概念可以扩展到包括2D材料与主要通过非共价相互作用粘附的非2D材料的集成。在这篇综述中，我们提出了一个简洁和关键的调查新兴的混合维（2D + nD，其中n是0，1或3）异质结器件。通过与全二维vdW异质结构以及与竞争的传统技术的比较和对比，强调了混合维vdW异质结构的挑战和机遇。
2016-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Detecting Exciton Condensation through Charge Transport in Semiconductor Heterostructures
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）
提出利用掺杂载流子的电荷输运探测过渡金属硫族化物异质结构中的激子凝聚，发现电阻率降低和霍尔电阻率符号反转等独特实验特征。
2026-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Measurement of binding energy of negatively charged excitons in GaAs/AlGaAs quantum wells
本文报道了半导体异质结构中电子空穴复合物的光致发光研究。在离量子阱不同距离\itshape d \normalfont处放置供体的远程稀释层导致中性（$X$）和带负电（$X^{-}$）激子的发光光谱的转变。一个额外的谱线和它的能量依赖于\itshape d \normalfont的发病允许我们明确地涉及所谓的$X^{-}$ trion状态与带电激子绑定在带电的施主在一个障碍。结果表明，GaAs/Al $_{0.3}$ Ga $_{0.7}$ As量子阱中自由三价态结合能的估计过高，并给出了在无限远施主限制条件下，宽度为200和300 μ m的\space量子阱的校正值.
2009-06-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetooptics of layered two-dimensional semiconductors and heterostructures: progress and prospects
从20世纪70年代基于III-V族和II-VI族半导体的“常规”二维（2D）量子阱（QW）开始，到最近的原子级薄层范德华材料，例如2D半导体过渡金属二硫属化物（TMDC）和2D磁体，2D材料的研究正在不断发展并提供新的挑战。磁光光谱学在这一领域的研究中发挥了重要作用，无论是从基础物理学和技术的角度。二维半导体（如TMDC）的一个主要挑战是理解它们的自旋谷分辨物理，以及它们在量子计算和信息研究中的意义。自从谷塞曼效应被发现以来，磁光光谱学对TMDC及其异质结构的自旋谷物理有了深入的了解。在这个角度来看，我们强调磁光在许多里程碑的作用，如层间激子的发现，相干激发谷之间的相位控制，激子约化质量，玻尔半径和结合能的测定，光学亮和暗激子，trions，其他多体物种，如双激子和它们的声子副本在TMDC单层的物理。讨论伴随着开放的问题，挑战和未来的前景，在该领域包括评论的范德华异质结构，涉及TMDC和二维磁铁的磁光。
2021-06-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-Layer Locking Effects in Optical Orientation of Exciton Spin in Bilayer WSe2
不同性质的耦合自由度在许多物理现象中起着关键作用。最近出现的层状材料为研究电子内部量子自由度之间的相互作用提供了实验室。在这里，我们报告的新的耦合现象的实验签名连接真正的自旋与层赝自旋双层WSe 2。在偏振分辨光致发光测量中，我们观察到由圆和线偏振光产生的中性和带电激子的大自旋取向，在大的垂直电场下，三振子光谱分裂成双峰。这些观测结果可以用自旋和层赝自旋锁定在一个给定的谷来解释。由于上下自旋态位于相对的层中，自旋弛豫基本上被抑制，而双重态作为由层间偏压引起的电诱导自旋分裂的表现而出现。在圆偏振光和线偏振光激发下观察到的trion双重态的独特行为进一步提供了层间和层内trion物质的光谱证据，这是通过控制层间激子实现范德华异质结构中的光学操纵的有希望的一步。
2013-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Voltage-Regulated Photoluminescence Modulation in a 0D-2D Mixed Dimensional Heterostructure
Indian Institute of Science Education and Research, Pune（印度科学教育研究所浦那分校）；University of Nottingham（诺丁汉大学）
研究发现0D-2D混合维度异质结构中光致发光的偏压依赖振荡，揭示了光电流调制与电子隧道过程的竞争，为 exciton 基量子光电子器件提供新机遇。
2026-04-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Direct exciton emission from atomically thin transition metal dichalcogenide heterostructures near the lifetime limit
我们证明了原子薄的过渡金属二硫属化物（TMDC）MoSe $_{2}$，WSe $_{2}$和MoS $_{2}$中的自由激子的非均匀线宽的减少通过封装在几个纳米厚的hBN。封装显示导致10 K激子线宽显著减小，对于n-MoSe $_{2}$减小到$\sim3.5 \text{ meV}$，对于p-WSe $_{2}$减小到$\sim5.0 \text{ meV}$，对于n-MoS $_{2}$减小到$\sim4.8 \text{ meV}$。有证据表明，hBN环境有效地降低费米能级，因为相对光谱权重向中性激子发射在n-掺杂TMDC和向带电激子发射在p-掺杂TMDC。此外，我们发现，完全封装的MoS $_{2}$显示出可分辨的激子和trion发射，即使在高功率密度激发后，与非封装材料相比。我们的研究结果表明，封装的机械剥离的几个单层TMDC内纳米厚的hBN显着提高光学质量，产生超窄的线宽，接近均匀的限制。
2017-04-30 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Photoluminescence and charge transfer in the prototypical 2D/3D semiconductor heterostructure MoS$_2$/GaAs
新一代的二维材料在光学和电子器件中有着广泛的应用。了解这些材料在与更传统的三维（3D）半导体集成时的特性是实现超薄电子器件的重要挑战。最近的观察表明，通过将MoS $_2$与GaAs组合，可以开发高质量的光电探测器和太阳能电池。在这里，我们提出了本征GaAs，p掺杂GaAs，和n掺杂GaAs衬底上的单层MOS $_2$的光致发光的影响的研究。与由通过几层六方氮化硼与GaAs隔离的MoS $_2$单层组成的对照样品相比，我们观察到所有MoS $_2$ /GaAs异质结中MoS $_2$的发射强度降低了一个数量级。我们还看到了依赖性的trion的A-激子的发光比在光致发光光谱上的类型的基板，一个依赖关系，我们涉及到MOS $_2$和基板之间的静电荷交换时，结形成。扫描开尔文探针显微镜测量的异质结建议I型带对齐，使激子上生成的MoS $_2$单层将被转移到GaAs衬底。我们的研究结果揭示了电荷交换导致带偏移的2D/3D异质结中发挥核心作用的理解和进一步改进的电子器件。
2021-12-03 cond-mat.mes-hall
Non-Volatile Control of Valley Polarized Emission in 2D WSe2-AlScN Heterostructures
本研究通过WSe2-AlScN铁电场效应晶体管，实现了谷极化的高效调谐与非易失性控制，在80 K下获得约27%的最大极化，为谷电子学器件提供了新设计思路。
2023-11-14 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Surface band-selective moiré effect induces flat band in mixed-dimensional heterostructures
本研究通过合成惰性气体单层与体Bi(111)的混合维度异质结构，发现表面态选择性莫尔效应，可调控莫尔周期并诱导关联平带，为从二维到三维的莫尔调控及关联现象实现提供新途径。
2025-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tailoring interfacial nanostructures at graphene/transition metal dichalcogenide heterostructures
二维（2D）范德华（vdWs）材料与非二维材料的集成以实现混合维异质结构具有创造现有材料无法达到的功能器件的潜力，并且长期以来一直是材料科学界的追求。在这里，我们报告了单层/双层过渡金属二硫属化物（TMD）纳米结构的图案化与纳米精度，可调的尺寸和网站在石墨烯/TMD异质结构的界面。我们的实验表明，TMD纳米结构可以创建在选定的位置的接口使用扫描隧道显微镜光刻，更重要的是，界面的TMD纳米结构的尺寸可以调整与纳米级的精确合并相邻的TMD纳米结构或通过进一步的剪裁。明确观察到从体TMD中的六方相到界面纳米结构中的单斜相的结构相变，这在石墨烯上局部引入了定义明确的静电势。这些结果不仅使高质量的图案化pn结的vdWs异质结构的创建，但也提供了一个新的路线，实现定制设计的混合维异质结构。
2022-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Composition and Surface Termination Control Band Alignments in P3HT/Perovskite Heterostructures
Faculty of Engineering and Natural Sciences, Sabanci University（萨班哲大学工程与自然科学学院）；Materials Science and Nano Engineering Program, Sabanci University（萨班哲大学材料科学与纳米工程项目）
通过高通量第一性原理计算，系统研究了820种P3HT/钙钛矿异质结构的能带排列，发现组分和表面终止可调控排列类型，混合阳离子CsMASnBr3稳定形成Type-I结，为界面工程设计提供原则。
2026-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interfacial Charge Transfer and Morphology Govern Magnetism in Ultrathin VOx/MoSe2 Heterostructures
University of South Florida（南佛罗里达大学）；State University of Campinas（坎皮纳斯州立大学）；Federal University of Rio Grande do Norte（北里奥格兰德联邦大学）
本研究通过界面电荷转移增强VOx磁矩，并发现形貌决定集体磁动力学，为氧化物/过渡金属二硫化物异质结构中的磁性调控提供了互补途径。
2026-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical control and transport of tightly bound interlayer excitons in a MoSe2/hBN/MoSe2 heterostructure
本文在MoSe2/hBN/MoSe2异质结构中实现窄线宽紧束缚层间激子的电场调控与超过10 μm的长程输运，并揭示其结合能、三激子、谷偏振和俘获等物理特性。
2024-04-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Robustness of momentum-indirect interlayer excitons in MoS2/WSe2 heterostructure against charge carrier doping
本研究发现MoS2/WSe2异质结构中的Q-Gamma动量间接层间激子对电子掺杂具有鲁棒性，Cs掺杂引发电荷转移但仅产生10 meV微小能量偏移，使其在室温高载流子密度发光器件中具应用潜力。
2023-04-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable Localized Charge Transfer Excitons in a Mixed Dimensional van der Waals Heterostructure
基于2D-2D系统的范德华异质结（vdWHs）中层间电荷转移（CT）激子的观察已经得到了很好的研究。虽然在概念上很有趣，但这些电荷转移激子是高度离域的，并且在空间上使它们局部化需要以非常特定的角度扭曲层。定位CT激子的这个问题可以通过制造混合维vdWH（MDH）来克服，其中一个组件是空间量子限制介质。在这里，我们证明了CT激子的形成在一个2D/准2D系统，包括MoSe 2和WSe 2单层和CdSe/CdS为基础的核/壳纳米片（NPLs）。CT激子在我们的MDHs的光谱特征，解决了在2D/单NPL异质界面在室温下使用尖端增强的光致发光（TEPL）本地。通过改变2D材料、NPL的壳层厚度和施加面外电场，激子共振能量被调谐至120 meV。我们的发现是实现高度可调的MDH为基础的下一代光子器件的重要一步。
2022-10-23 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Tuning transport in solid-state Bose-Fermi mixtures by Feshbach resonances
本文研究 TMD 异质结构中接近窄固态 Feshbach 共振的 Bose-Fermi 混合物，预测共振相互作用会改变空穴、激子与 trion 的输运响应并主导常规散射。
2025-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
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
Two-dimensional atomic-scale ultrathin lateral heterostructures
本研究通过MOCVD法成功制备单层MoS2/WS2超薄横向异质结构，实现原子级平整界面和单原子厚度结宽，并揭示其涌现的光学/电子性质。
2025-03-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High Responsivity Gate Tunable UV-Visible Broadband Phototransistor Based on Graphene-WS2 Mixed Dimensional (2D-0D) Heterostructure
近年来，过渡金属-二硫属化合物（TMDC）量子点（QD）的合成取得了很大的进展，其宽带吸收光谱和波长选择性使其在宽带光电探测器中的应用越来越广泛。通过基于溶液的处理，我们展示了由WS_2 QD修饰的CVD石墨烯作为有源沟道制成的超大（~ 0.75 mm^2）、UV-Vis宽带（365-633 nm）光电晶体管，该光电晶体管在环境条件下具有非凡的稳定性和耐久性（直到制造后4个月没有任何光电流退化）。在这里，胶体0 D WS_2-QD被用作光吸收材料，石墨烯用作导电通道。高光响应度在低偏压（V_{ds} = 1V）和365 nm的光照下，获得了高探测率（2.2 × 10^{-14} W/Hz）和低噪声等效功率（4 × 10^{-14} W/Hz）（3.1 × 10 ^2 A/W），光功率低至0.8 μW/cm ^2，光功率还可以通过调节栅偏压来调节。当比较两种不同形貌WS_2（量子点和二维纳米片）的光电流时，观察到基于量子点的器件的光电流显著增强。基于从头计算密度泛函理论的计算进一步支持了我们的观察，揭示了量子限制的作用，增强的光响应。我们的工作揭示了一种可扩展的，具有成本效益的，高性能的混合二维（2D/0 D）光电探测器与石墨烯WS_2量子点的策略，为下一代光电应用铺平了道路。
2021-11-09 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Band theory for heterostructures with interface superlattices
针对六角蓝宝石与立方SrTiO3等新型异质结，发展了通用三维电子能带理论，揭示了有限扭转角下的几何魔角及混合维度能带等特性，为moire界面设计与关联物理研究奠定基础。
2024-07-04 cond-mat.mes-hall
Excitons in two-dimensional materials
由于介电屏蔽的降低和库仑相互作用的增强，磷烯和过渡金属二硫属化物（TMD）等二维材料表现出强烈的激子效应，导致了迷人的多粒子现象，包括层内激子和层间激子。它们的固有带隙和强激子发射允许通过各种外部刺激来调整2D材料的固有光学，电学和光电特性，使其成为新型光电应用的潜在候选者。本文综述了二维半导体和绝缘体中的激子物理和器件，特别是磷烯、TMD及其范德华异质结构（vdWHs）。在第一部分中，我们讨论了显着多才多艺的激子景观，包括明亮和黑暗的激子，trions，双激子和层间激子。在第二部分中，我们研究了常见的控制方法，通过电，磁，光和机械手段调谐激子效应。在下一阶段，我们提供了光电子器件的应用，如电致发光器件，光伏太阳能电池和光电探测器的最新进展。最后，我们简要讨论了他们的潜力，利用vdWHs对独特的激子物理和设备。
2019-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature polariton lasing in quantum heterostructure nanocavities
控制固态系统中的光-物质相互作用激发了大量的研究，以产生被称为激子-极化激元的玻色子准粒子，这需要激子和腔光子之间的强耦合。超低阈值相干光发射器可以通过激子-极化激元凝聚体的激光来实现，但这通常需要复杂的器件结构和低温。室温下工作的极化激元纳米激光器是相关研究的重要方向，不仅可以探索纳米尺度下的极化激元物理，而且在量子信息系统、全光逻辑门和超低阈值激光器等方面具有潜在的应用前景。然而，目前，室温极化激元纳米激光器的进展受到激子的热不稳定性和纳米腔固有的低品质因数的限制。在这里，我们展示了室温极化激元纳米激光器，通过设计宽禁带半导体异质结构纳米腔产生热稳定的激子与纳米腔光子耦合。由此产生的激子极化激元的拉比频率约为370毫电子伏的混合状态，使持久的极化激元激光到室温，有利于实现小型化和集成的极化激元系统。
2018-09-02 cond-mat.mes-hall physics.optics
Electrical-Field Modulation of the Charge-Density-Wave Quantum Condensate in h-BN/NbS$_3$ Heterostructure Devices
本文研究了顶栅h-BN/NbS$_3$异质结器件中电场对准一维NbS$_3$纳米线电荷密度波量子凝聚体的调控，发现栅压可逆调节滑移凝聚体集体电流，为量子材料电子应用提供依据。
2023-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Monolayer WS$_2$ electro- and photo-luminescence enhancement by TFSI treatment
针对单层WS2电致发光器件量子效率极低的问题，通过TFSI超强酸处理，在室温下将器件的EL量子效率提升了一个数量级以上，并改变了激子辐射复合机制，为高效可调谐LMH-LEDs铺平了道路。
2023-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coulomb-correlated states of moiré excitons and charges in a semiconductor moiré lattice
半导体莫尔异质结表现出丰富的相关诱导的多体现象，具有通过探测层内激子在光谱学中观察到的出射磁性、莫特绝缘态或广义维格纳晶体的特征。然而，由于在下面的WSe $_2$ /WS $_2$异质双层系统中的交错带排列将光激发的电子和空穴分离以形成最低能量的层间激子，因此直接获得相关电荷状态和基态莫尔激子之间的相互作用仍然是难以捉摸的。在这里，我们使用MoSe $_2$ /WS $_2$异质堆叠与I型能带对准探测元电荷与莫尔激子的基态和激发态的库仑相互作用。除了正负摩尔纹让人想起他们的典型对应物在单层MoSe $_2$，我们揭示了新的多体态之间形成的摩尔纹激子和电荷在分数填充因子的周期性摩尔纹晶格。对于电子和空穴，这些状态表现出掺杂依赖的Landé因子作为相关诱导磁性的标志，确定MoSe $_2$ /WS $_2$异质双层作为一个独特的系统，在双极掺杂制度的相关现象的研究。
2022-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Highly nonlinear biexcitonic photocurrent from ultrafast inter-layer charge transfer
单层半导体中的强库仑相互作用允许它们具有光学活性的大的多体态，例如五粒子态，带电双激子。强的非线性光吸收的带电双激子下的光谱共振，加上其带电的性质，使其有趣的非线性光电探测-一个领域，迄今尚未探索。在不对称设计的几层石墨烯封装的1 L-WS $_2$异质结构中使用高内置垂直电场，在这里，我们报告了在零外部偏压（自供电模式）下由两个带电双激子物种的强吸收产生的大的高度非线性光电流。时间分辨的测量表明，所产生的带电双激子转移到几层石墨烯在一个时间尺度的子-5 ps，表明超快的光响应的固有限制。利用单色和双色光致发光激发光谱，我们表明，这两个双激子峰起源于亮-暗和亮-亮激子-激子组合。由于其双激子起源，加上由于快速层间电荷转移的超快响应，光电流中的这种固有的非线性，证实了操纵单分子膜中的多体效应对可行的光电应用的前景。
2022-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Charge transfer and asymmetric coupling of MoSe$_2$ valleys to the magnetic order of CrSBr
本研究通过磁光致发光研究及第一性原理计算，揭示CrSBr磁序对MoSe$_2$光学特性的影响及二者的破隙能带排列与电荷转移，证实反铁磁-非磁界面可调控TMD谷和激子特性，助力光自旋电子器件开发。
2023-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
