对称性破缺WS2/WSe2异质结构中自旋依赖的层间激子偏振动力学研究

研究人员通过将WS2/WSe2异质结构与低对称性反铁磁体CrOCl集成，首次揭示了自旋单态（spin-singlet）与三重态（spin-triplet）层间激子的正交光学各向异性，并发现贝里曲率（Berry curvature）驱动的偏振旋转现象，为自旋电子学（spintronics）和偏振敏感器件开发提供了新思路。

　　

过渡金属二硫化物（TMD）异质双层的II型能带排列，为电子-空穴的空间分离提供了独特舞台，由此形成的层间激子（interlayer excitons）具有可区分的自旋态。然而，这些自旋态与偏振光学间的相互作用机制仍是未解之谜。最新研究将WS₂/WSe₂异质结构与反铁磁材料CrOCl耦合，通过对称性破缺成功捕获到自旋依赖的偏振光学特性——线性偏振光致发光光谱清晰展现出自旋单态与三重态激子间的正交光学各向异性。更有趣的是，磁场实验观察到由贝里曲率和几何相位累积驱动的偏振角旋转，揭示了自旋态与线性偏振的动态耦合机制。这项突破不仅深化了对激子自旋动力学的认知，更为开发基于自旋极化光学的新型自旋电子器件（spintronic devices）和偏振敏感光电器件开辟了道路。