Nature：原位观测WSe2-MoS2层间激子（电子和空穴）

纳米技术

2022-03-12

层间激子IIXs（Interlayer excitons）是一种厚度为两个原子层的二维半导体材料中形成的电子-空穴束缚对，这种层间激子现象目前受到广泛的研究，特别是在激子凝聚、单光子激发等量子信息应用领域。虽然层间激子的光谱学得到非常广泛的研究，层间激子的大小、谷结构、moiré图案对层间激子现象的影响等关键问题还没有得到深入理解和认识。

有鉴于此，冲绳科学技术大学院大学Keshav M. Dani等报道，在WSe₂/MoS₂异质结中通过时间分辨/动量分辨的表征，捕捉到形成层间激子的电子和空穴图像。

本文要点：

（1）

通过表征，发现层间激子的大小约5.2 nm，与moiré单胞（6.1 nm）的大小接近。有意思的是，层间激子钉扎在moiré单胞中仅1.8 nm的空间内，比激子的直径更小。

（2）

通过Bethe-Salpeter计算对这种高度局域性的层间激子进行计算研究，确认层间激子能够局域性的分布在体积较小的moiré单胞内。与体积更大的moiré晶胞不同，这种激子能够moiré单胞能够在较大的区域内均匀分布，因此能够生成可用于量子技术的局域型激子。

参考文献

Karni, O., Barré, E., Pareek, V. et al. Structure of the moiré exciton captured by imaging its electron and hole. Nature 603, 247–252 (2022)

DOI: 10.1038/s41586-021-04360-y

https://www.nature.com/articles/s41586-021-04360-y