【DFT+实验】Nat. Mater.：用光电流隧道显微镜成像莫尔激发态

成果介绍

莫尔超晶格提供了一个高度可调谐且通用的平台来探索新的量子相和奇异的激发态，从相关绝缘体到莫尔激子。扫描隧道显微镜在原子尺度上探测莫尔相干基态的微观行为方面发挥了关键作用。然而，在莫尔异质结中的量子激发态成像仍然是一个突出的挑战。

有鉴于此，近日，美国加州大学伯克利分校Feng Wang，Michael F. Crommie和Steven G. Louie（共同通讯作者）等提出了一种结合激光激发和扫描隧道光谱的光电流隧道显微镜技术，可以直观地观察扭转双层WS₂中光激发莫尔激子内的电子和空穴分布。隧穿光电流在单个电流单元内不同位置的正、负极性之间交替。根据GW-Bethe-Salpeter方程的计算，这种交变的光电流来自于扭转双层WS₂中的面内电荷转移莫尔激子，该激子来自于电子-空穴库仑相互作用和莫尔电位景观之间的竞争。本文的技术能够在原子尺度上探索光激发的非平衡莫尔现象。

图文导读

图1. 扭转双层WS₂莫尔超晶格的激光-STM测量。

图2. 扭转双层WS₂的电子结构。

图3. ICT激子的光电流成像。

图4. STM针尖与ICT激子的相互作用。

文献信息

Imaging moiré excited states with photocurrent tunnelling microscopy

（Nat. Mater., 2024, DOI:10.1038/s41563-023-01753-4）

文献链接：https://www.nature.com/articles/s41563-023-01753-4