論文の概要: Every-other-layer Dipolar Excitons in a Spin-Valley locked Superlattice

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.14140v1
• Date: Thu, 29 Dec 2022 00:51:20 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-09 03:45:49.335558
• Title: Every-other-layer Dipolar Excitons in a Spin-Valley locked Superlattice
• Title（参考訳）: スピンバルブ同期超格子における全層双極子励起子
• Authors: Yinong Zhang, Chengxin Xiao, Dmitry Ovchinnikov, Jiayi Zhu, Xi Wang, Takashi Taniguchi, Kenji Watanabe, Jiaqiang Yan, Wang Yao, Xiaodong Xu
• Abstract要約: 単層半導電性遷移金属ジアルコゲナイドは、反転対称性と強いスピン軌道結合を有する。 スピンバレーロックは電子超格子構造となり、交互層はそれぞれ障壁と量子井戸に対応する。 スピンバレーロックされた超格子は、電子と孔の構成成分を他の全ての層構成で分離した新しいタイプの双極子励起子をホストしていることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.6003462068971075
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Monolayer semiconducting transition metal dichalcogenides possess broken inversion symmetry and strong spin-orbit coupling, which leads to unique spin-valley locking effect. In 2H stacked pristine multilayers, the spin-valley locking yields an electronic superlattice structure, where alternating layers correspond to barrier and quantum well respectively, conditioned on the spin-valley indices. Here, we show that the spin-valley locked superlattice hosts a new kind of dipolar excitons with the electron and hole constituents separated in an every-other-layer configuration, i.e., either in two even or two odd layers. Such excitons become optically bright via hybridization with intralayer excitons, displaying multiple anti-crossing patterns in optical reflection spectrum as the dipolar exciton is tuned through the intralayer resonance by electric field. The reflectance spectra also reveal an excited state orbital of the every-other-layer exciton, pointing to a sizable binding energy in the same order of magnitude as the intralayer exciton. As layer thickness increases, the dipolar exciton can form one-dimensional Bose-Hubbard chain displaying a layer number dependent fine-structures in the reflectance spectra. Our work reveals a distinct valleytronic superlattice with highly tunable dipolar excitons for exploring light-matter interactions.
• Abstract（参考訳）: 単層半導電性遷移金属ジカルコゲナイドは破れた反転対称性と強いスピン軌道結合を持ち、ユニークなスピンバルブロック効果をもたらす。 2h積層プリスチン多層膜において、スピンバルブロックは電子超格子構造を生じさせ、そこでは交代層がそれぞれ障壁と量子井戸に対応し、スピンバルブ指数を条件とする。 ここで、スピンバルブを閉じ込めた超格子は、電子とホールを構成する新しい種類の双極子励起子を、全ての異層構造、すなわち偶数層または2つの奇数層で分離していることを示す。 このような励起子は層内励起子とのハイブリダイゼーションによって光学的に明るくなり、双極子励起子は電場による層内共鳴によって調整されるため、光反射スペクトルにおいて複数の反交差パターンを示す。 反射スペクトルはまた、全ての他の層励起子の励起状態軌道を明らかにし、層内励起子と同じ大きさで大きな結合エネルギーを示す。 層厚が増加すると、双極子励起子は反射スペクトルの層数依存性微細構造を示す1次元ボース・ハバード鎖を形成することができる。 我々の研究は、光-物質相互作用を探索するための高度に調整可能な双極子励起子を持つ谷トロニクス超格子を明らかにする。

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