范德华异质结构中莫尔激子的时空动力学

过渡金属二硫化物(TMDs)异质结构因其强光-物质相互作用及可形成偶极层间激子,为光电子学提供了独特机遇。通过引入层间扭转角或晶格失配形成的周期性莫尔势场,能显著重构能量景观并带来对齐双层结构所不具备的高维复杂性。尽管近期实验已实现对此类莫尔图案系统中层间激子的直接观测与调控,但仍缺乏能同时描述其热化过程与时空动力学的微观理论框架。本研究通过建立可预测的材料特异性多体模型解决了这一挑战,该模型完整纳入莫尔势场和非抛物型激子能带结构的复杂性,可追踪激子在时间、空间和动量维度上的动力学行为。出乎意料的是,研究团队发现通常被认为会束缚激子的平带结构反而能显著增强激子传输——这种反直觉现象源于平带结构导致的激子弛豫瓶颈效应与热占据动力学共同产生的高能“热激子”之间的相互作用。该工作不仅揭示了激子传输增强的微观机制,还通过扭转角工程设计实现了对激子输运的调控,为基于莫尔图案的新一代光电子器件和量子技术奠定了理论基础。

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