量子材料新發現：二維二硫化鎢層疊二硒化鎢形成超晶格

能源部勞倫斯伯克利國家實驗室（伯克利實驗室）研究小組研究發現將二維材料二硫化鎢和二硒化鎢相層疊可以形成一個雲紋超晶格、引入奇異的電子現象，這是量子材料領域一大新發現。該項新研究于近日發表于《自然》雜誌。

二維二硫化鎢層疊二硒化鎢，兩種材料晶格相似且排列良好，半導體黏在一起，材料就變成量子。當可見光具有與系統激子相同的能量時，其在二硫化鎢/二硒化鎢器件中的吸收最大。激子是一種准粒子，由束縛在二維半導體中常見的空穴上的電子組成。（在物理學中，空穴是一個電子可以佔據的空穴狀態。）對於研究人員正在考慮的能量範圍內的光來說，他們期望能在對應於激子能量的信號中看到一個峰值。相反，他們發現他們期望看到的原始峰分裂成三個不同的峰，代表三個不同的激子狀態。原來，二硫化鎢/二硒化鎢器件中三種不同激子態的大勢能可以將奇異的量子現象引入半導體材料中，形成一種稱為雲紋超晶格的重複圖案。該研究證明，二硫化鎢/二硒化鎢層間的扭轉角提供了一個“調節旋鈕”，可以將二維半導體系統轉變為具有高度相互作用電子的奇異量子材料。

二維二硫化鎢層疊二硒化鎢的方法可以將普通的半導體材料轉變成具有非凡電子行為的量子機超薄器件。這是量子材料領域的一大新發現，這一進步可能有助於一些致力於節能電子系統的行業發生革命，並為異域新物理提供一個平臺。

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