q日Qu斯勒理工(Rensselaer Polytechnic Institute)的史夙飞、加州大学河滨分?/span>(Univ of California Riverside)的崔永涛Q以及电子科技大学的王曾晖研究l等联合报道?/span>WS2-WSe2二维半导体异质结晶g强关联绝~态对层间Ȁ子的独特调控作用。文章近期在U发表于?/span>Nature Communications》?/span>
合作团队在先前研IӞNature Physics 17, 715 (2021)Q中Q发?/span>0?/sup>/60?/sup>堆叠?/span>WS2-WSe2中Ş成的莫尔(moire)晶g使得pȝ产生能带色散比较qx的迷你能带，q用扫描微波阻抗探针技术观察到了超晶格中的电子完全填充态（H?Q，莫特l缘态（?1Q以?/span>Wigner 晶体Q?/span>-1/3,-2/3Q等一pd分数填充态。在q次的研I中Q合作团队进一步揭CZq些强关联绝~态对层间Ȁ子发光强度、Lѝ及h化的高效调控和极大增强，展示了二l异质结晶g为新型量子发光单元阵列的巨大潜力?/span>
二维半导?/span>WS2?/span>WSe2h同样的晶格结构，同时在晶格常C有极?/span>微小的差异。因此当q两U二l晶体以严格?/span>0?/sup>?/span>60?/sup>堆叠Ӟ可以形成周期接近10U米的莫?/span>(moire)晶|q大于原子晶体的晶格周期Q?/span><1nmQ，在二l异质结中Ş成周期性的势场。由于电子间h很强的库伦排斥相互作用，在莫超晶格中电子能够实现空间有序且长周期的排布Q同时由于体pȝ二维Ҏ，电子间的库u排斥势大大增强，使得该二l异质结pȝ中的电子行ؓ展现出显著的强关联效应?/span>
作ؓ扫描探针技术的一个发展，扫描微LL探针技术（microwave impedance microscopy, MIMQ用金属针传D场微波，来实现对针尖位置样品局域阻抗的_֯量Qƈ有非帔R的空间分辨率Q对研究该二l异质结莫尔晶gpd有突出的优势Q而样品的局域阻抗则能够有效反映莫尔晶gq些q你能带的填充状态?/span>
研究者们通过栅压q箋调控电子的填充状态，利用MIM监测其演化过E，同时监测层间Ȁ子发光的变化。研I者们发现Q当pȝ处于整数和分数的填充态时Q激子发光会得到显著的增强，q发生蓝U；与此同时Q圆偏振光致发光数据昄Q激子发光的h化强度也得到了大大增强。所有这些这些层间激子在可见光频D늚变化都伴随着微L频段电导的极|有力地证明了莫尔晶g的强兌电子态和层间Ȁ子的高效怺作用。这一l果为利用基于二l半g异质l的莫尔晶格来开发新型量子发光单元阵列提供了新的思\?/span>
器gl构和能带结构示意图Q层间激子发光随栅压的变化过E，以及莫尔晶g不同填充态的C意?span>。图片来源及版权Q?/span>Nature Communications及论文作?/span>
扫描微LL探针得局域阻?span>随栅压的变化q程Q及其与层间Ȁ子发光峰位的对应关系。右图ؓ左图局部区域的l节攑֤?/span>
论文的共同第一作者包括缪胜男Q王天盟Q黄雄和陈东学博士。u斯勒理工史夙飞教授、加州大学河滨分校崔永涛教授和电子科技大学王曾晖教授ؓ本文的共同通讯作者。合作者还包括来自卡耐基梅隆大学、亚利桑那州立大学以及日本国立材料科学研I所的研I者?/span>
原文链接:http://dx.doi.org/10.1038/s41467-021-23732-6
