范德华异质结的“层间激子”都是“层间”激子吗？学术资讯

将两层不同的过渡金属硫族化合物垂直堆叠，可以形成“双层异质结”，其中的第二类型能带结构促使了空间间接激子，即“层间激子”的产生。然而这些激子的共振峰能量相似、难以辨认，因而存在许多误判与争议。一个基本的问题是，形成这些“层间激子”的电子和空穴是否是由不同层贡献的？

最近，武汉大学物理科学与技术学院的研究者（武可，钟红霞，袁声军教授，张顺平教授和徐红星院士等）在《国家科学评述》（National Science Review, NSR）发表研究论文。他们以WS2/WSe2异质结为例，结合光谱分析和第一性原理计算，发现异质双层中堆叠角度依赖的激子的波函数分布在单一原子层内，跃迁偶极矩也基本平行于原子面。

实验表明，WS2/WSe2异质结中的新出现的激子峰（~ 1.35 eV）对堆叠角度具有强烈的依赖特性（下图b），符合所谓“层间激子”的特性。进一步，研究者通过动量空间的偏振光谱分析，发现该激子的辐射跃迁偶极矩主要是平行于原子层面内的（下图c），而且不依赖于堆叠角度。

(a) WS2/WSe2异质结的光学照片；(b)异质结中低能新激子峰的峰位随堆叠角度变化的依赖关系；(c) 动量分辨的新激子峰的荧光成像。