通过纳米柱上异质双层的亚衍射极限探测观测莫尔俘获双激子

在纳米尺度上调控粒子间相互作用强度的能力极具吸引力。这类相互作用的光谱特征往往十分微妙,需要特殊探针才能观测。其中,被困于莫尔超晶格周期性势阱中的层间激子展现出丰富的相互作用物理现象,这主要源于其相互作用中同时存在吸引和排斥成分。该研究团队发现,在WS2/WSe2异质双层中,当长度尺度从莫尔包间缩减到莫尔包内时,两个层间激子间的库仑力会从排斥转变为吸引——这是直接相互作用与交换相互作用复杂竞争的结果。这一发现颠覆了传统认知中层间激子因层极化而相互排斥的观点。实验中同时观测到莫尔激子的反常超线性幂律特征和莫尔束缚双激子的稳定态,正是这一现象的直接体现。研究人员将异质双层置于聚合物纳米柱/金膜堆栈上,相比平整样品,该结构通过选择性探测更小规模的莫尔包集合,显著降低了非均匀光谱展宽,从而成功实现了上述观测。这一成果为探索莫尔束缚激子与高阶准粒子间的相互作用搭建了独特的研究平台。

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