强磁场下电子-空穴双层体系中激子绝缘体与量子霍尔态的竞争机制及量子相变研究

来自国际联合团队的研究人员通过构建MoSe2/hBN/WSe2异质结电子-空穴双层体系，探究了强垂直磁场中激子绝缘体(EI)与双层量子霍尔态(QHI)的竞争机制。研究发现中低磁场存在激子量子振荡现象，并在强磁场下首次观测到EI-QHI多重量子相变，揭示了电子-空穴相互作用与朗道能级量子化的深层关联，为复合玻色子量子现象研究开辟了新途径。

　　

在量子材料研究的前沿领域，激子绝缘体(Excitonic Insulator, EI)这种特殊的玻色子量子态始终充满神秘色彩。科研人员巧妙设计了一种由二硒化钼(MoSe₂)、六方氮化硼(hBN)和二硒化钨(WSe₂)组成的"三明治"异质结构，构建出可静电调控的电子-空穴双层系统。这个量子舞台上演了令人惊叹的物理现象：当垂直磁场温柔拂过时，体系展现出优雅的激子量子振荡舞蹈，这些精妙的波动信号同时出现在库仑拖曳效应和电阻测量中。

随着磁场强度逐渐增强至"台风级"强度，更激动人心的量子戏剧拉开帷幕。研究人员首次捕捉到激子绝缘体与双层量子霍尔绝缘体(Bilayer Quantum Hall Insulator)之间多个量子相变的决定性证据，就像观测到两种量子态在进行激烈的"拔河比赛"。这些发现不仅架起了电子-空穴关联作用与朗道能级(Landau Level)量子化之间的理论桥梁，更为研究复合玻色子（由电子-空穴对组成的准粒子）的量子行为提供了全新的实验范式。这项突破性工作将推动人们对量子材料中多体效应的认识迈向新高度。