WS2/WSe2莫尔超晶格中激子哈伯德U相互作用的温度依赖性研究及其量子调控意义

本研究针对WS2/WSe2莫尔超晶格中激子哈伯德相互作用的热稳定性问题，通过变温光致发光光谱技术系统分析了5-80K温度区间的激子动力学行为。研究发现温度升高会导致激子限域效应减弱，使IX2峰发生红移并在78K时消失，首次揭示了热涨落对激子量子态的调控机制，为二维材料量子器件的温度适应性设计提供了重要依据。

　　

通过构建具有微小扭转角的WS₂/WSe₂莫尔超晶格体系，研究人员观察到由周期性势阱限域激子产生的独特量子现象——哈伯德效应（Hubbard effect）。其中哈伯德U相互作用（Hubbard U interaction）表征了多个激子占据单个势阱时所需的能量代价。现有研究多集中于低温环境，而本研究创新性地采用变温光致发光光谱（photoluminescence spectroscopy）技术，在5-80K温度范围内系统追踪了激子行为演变。实验数据显示，随着温度升高，激子络合物IX₂的发射峰出现显著红移，并在78K时完全消失，这一现象证实热诱导涨落会破坏激子的量子限域状态，从而抑制哈伯德相互作用。该发现不仅阐明了温度对激子量子态的关键影响，更为基于莫尔超晶格的量子器件（如量子比特、单光子源等）设计提供了重要的温度调控参数，推动二维材料在量子技术领域的应用发展。