扭曲双层MoS?中光Aharonov-Bohm效应的观测与微观机制研究

《Nature Communications》：Evidence of optical Aharonov-Bohm interference in spin-polarized moiré excitonic complexes

　　

摘要

由Aharonov-Bohm（AB）效应引起的量子干涉是广泛介观现象的基础。其光学类似物——即激子偶极子在纳米尺度腔中被束缚时获得依赖于磁场的相位——已在莫尔材料中被预测，但尚未被观测到。在此，我们提供了在扭曲双层MoS₂（对齐角度接近60^°）中光Aharonov-Bohm效应（OAB）存在的证据。磁致光致发光实验揭示了激子和双激子的周期性强度振荡，其频率部分表现为有效干涉面积（接近莫尔单胞的某个分数）的整数倍。双激子在中等磁场下进一步表现出接近100%的谷自旋极化。此外，对Wannier方程的数值模拟支持了实验观测结果，从而为光Aharonov-Bohm效应的机制提供了微观层面的见解。这些结果为固态平台上相位相干激子干涉的存在提供了证据，为基于莫尔结构的量子发射体、谷自旋器件和量子信息技术的发展铺平了道路。