在激子绝缘体中观测到双组分激子凝聚态
当玻色子凝聚形成玻色-爱因斯坦凝聚态(BEC)时,宏观量子相干性随之显现。该现象最初在氦单组分超流体中被观测到,随后又在纳开尔温温度下的超冷原子气体中以弱相互作用量子流体形式出现,这类体系还可承载具有丰富内禀自由度的多组分旋量凝聚态。激子为BEC研究提供了极具前景的固态平台,兼具强相互作用、电可调性、高转变温度及多组分有序态等特性。然而,确凿的凝聚证据始终难以获得。本工作通过直接探测组成电子与空穴的自旋磁化率,报道了MoSe2/hBN/WSe2电子-空穴双层结构中双组分激子BEC的证据。该异质结构可承载具有四种自旋-能谷自由度的平衡激子流体。借助稀释制冷机中的磁光光谱技术,研究人员揭示了具有不同能谷极化特征的三类激子凝聚相:在零磁场下,多体基态表现为两种谷内激子风味同时凝聚的相干叠加态;施加磁场后,谷内激子凝聚态首先通过弱临界场处的一阶量子相变转变为双组分谷间激子凝聚态,随后在高场下演变为完全极化的单组分凝聚态。双组分凝聚态可稳定存在至约1.8 K。这项研究确立了范德瓦尔斯电子-空穴双层结构作为探索强相互作用多组分激子BEC的通用平台地位。
量科快讯
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