博士后郑海红同学在国际纳米权威期刊Nano Research上发表论文
课题组博士后郑海红同学在国际纳米权威期刊Nano Research上发表论文
近日，课题组博士后郑海红同学在刘老师的指导下，以第一作者在国际纳米权威期刊《纳米研究》(Nano Research，影响因子10.269)上发表题为“Exploring the Regulatory Effect of Stacked Layers on Moiré Excitons in Twisted WSe2/WSe2/WSe2 Homotrilayer”(探索堆叠层对扭角WSe2/WSe2/WSe2同质结中莫尔激子的调控作用)的实验论文。
图：堆叠层对扭角WSe2/WSe2/WSe2同质结中莫尔激子的调控作用
近年来，二维材料中的莫尔叠层研究引起了凝聚态物理领域的广泛关注，因为它为研究这些材料的强相关物理性质提供了一个有前途的平台。当两层二维材料垂直堆叠时，它们的原子排列会发生周期性变化，形成一个莫尔图案，从而形成莫尔叠层。莫尔叠层的周期由双层材料的扭曲角度和晶格失配决定。在莫尔叠层的界面上，周期性的莫尔势能会困住和空间限制激子，改变材料的电子带结构。通过周期性莫尔叠层对激子能级的调制，可以形成平坦的微带，增强多体相关性，从而产生磁性、非常规超导和Mott绝缘态等奇异量子现象。尽管转移金属二硫化物莫尔叠层中的激子物理学已经引起了相当大的兴趣，但莫尔激子在实现量子发射体阵列、拓扑激子和激子超流等方面具有巨大潜力。激子的能级受到周期性莫尔势能的调制，形成莫尔激子阵列，莫尔势能深度主要取决于扭曲角度、应变和堆叠方法。研究莫尔叠层对不同层数的二维材料性质的调制效应，对于发挥其全部潜力并推动凝聚态物理领域的发展至关重要。
在本研究中，我们研究了堆叠层数对于莫尔激子的影响。我们利用湿法转移技术制备了具有两种扭角的扭曲WSe2/WSe2/WSe2同质三层结构，并观察到多个激子共振。我们的实验结果表明，增加堆叠层数可以增强moire势的深度，从而产生更多的moire激子。在90 K时观察到moire激子的分裂，表明扭曲三层结构中的莫尔势更深。此外，我们比较了不同层的扭曲WSe2/WSe2/WSe2同质三层结构的PL光谱随温度和功率的趋势，进一步证明了增加堆叠层数可以调节moire势的深度。我们还利用磁谱学提取了激子的Landé g因子，进一步支持了moire激子的来源。这些发现为可控moire势的研究提供了新的自由度，有助于发展强相干量子发射器。
论文链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s12274-023-5822-8
Comments:
In this study, the researchers investigate the effect of stacked layers on moiré excitons in a twisted WSe2/WSe2/WSe2 homotrilayer. Moiré superlattices, which result from periodic moiré patterns in van der Waals structures, alter the electronic energy bands of the material and can lead to the emergence of exotic quantum phenomena such as moiré phonons and moiré excitons. While there has been extensive research on the exotic quantum phenomena in twisted bilayers of transition metal dichalcogenides (TMDs), the effect of stacked layers on moiré excitons remains unknown. The researchers report multiple moiré exciton splitting peaks in the twisted trilayer, with different moiré potential depths in the bilayer and trilayer homostructures. They also observed the splitting of moiré excitons at 90 K, indicating the presence of a deeper moiré potential in the twisted trilayer. Furthermore, they demonstrate that stacked layers can be used to tune moiré excitons by adjusting temperature, laser power, and magnetic field. These findings provide a new physical model for studying moiré superlattices and their quantum properties, which could potentially pave the way for the development of quantum optoelectronics.