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成果介紹

莫爾超晶格提供了一個(gè)高度可調(diào)諧且通用的平臺(tái)來探索新的量子相和奇異的激發(fā)態(tài)，從相關(guān)絕緣體到莫爾激子。掃描隧道顯微鏡在原子尺度上探測(cè)莫爾相干基態(tài)的微觀行為方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。然而，在莫爾異質(zhì)結(jié)中的量子激發(fā)態(tài)成像仍然是一個(gè)突出的挑戰(zhàn)。

有鑒于此，近日，美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校Feng Wang，Michael F. Crommie和Steven G. Louie（共同通訊作者）等提出了一種結(jié)合激光激發(fā)和掃描隧道光譜的光電流隧道顯微鏡技術(shù)，可以直觀地觀察扭轉(zhuǎn)雙層WS₂中光激發(fā)莫爾激子內(nèi)的電子和空穴分布。隧穿光電流在單個(gè)電流單元內(nèi)不同位置的正、負(fù)極性之間交替。根據(jù)GW-Bethe-Salpeter方程的計(jì)算，這種交變的光電流來自于扭轉(zhuǎn)雙層WS₂中的面內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移莫爾激子，該激子來自于電子-空穴庫(kù)侖相互作用和莫爾電位景觀之間的競(jìng)爭(zhēng)。本文的技術(shù)能夠在原子尺度上探索光激發(fā)的非平衡莫爾現(xiàn)象。

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圖文導(dǎo)讀

圖1. 扭轉(zhuǎn)雙層WS₂莫爾超晶格的激光-STM測(cè)量。

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圖2. 扭轉(zhuǎn)雙層WS₂的電子結(jié)構(gòu)。

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圖3. ICT激子的光電流成像。

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圖4. STM針尖與ICT激子的相互作用。

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文獻(xiàn)信息

Imaging moiré excited states with photocurrent tunnelling microscopy

（Nat. Mater., 2024, DOI:10.1038/s41563-023-01753-4）

文獻(xiàn)鏈接：https://www.nature.com/articles/s41563-023-01753-4