复旦年夜学物理学系传授晏湖根、光电研究院青年副研究员黄申洋团队与合作者，在报酬堆叠的、扭转角度为90°的黑磷同质结中发现了一种全新的偶极激子。这类激子无需依靠隧穿效应，自然具有壮大的与光彼此感化能力，在室温下的光学接收率跨越1%，能被红外接收光谱轻松探测，为多体物理等范畴拓展了摸索空间。11月1日，相干研究颁发在《科学》。

图片由研究团队供给。

激子可以或许对二维半导体材料的物理性质发生显著影响，是二维材料范畴中最活跃的研究前沿之一。

偶极激子则是一种即便无外加电场引诱也具有电偶极矩的激子，寿命更长，具有彼此排挤的感化力，且其与光学微腔耦合构成的激子极化激元具有很强的非线性效应。层间激子是一种非凡的偶极激子，具有更好的鲁棒性和可调控性，同时继续了二维材料的怪异特征。找到一种基在全新机制的、具有较强与光彼此感化能力的偶极激子对偶极激子研究相当主要。

黑磷是一种新型二维材料，具有很高的载流子迁徙率、杰出的可调控性、面内各向异性等优良物理机能。基在黑磷同质结的特征，研究团队发现的偶极激子既具有固定的电偶极矩，又揭示出显著的与光彼此感化能力，很好地化解了探测坚苦这一持久困扰偶极激子研究的问题。

经由过程改变入射光的偏振标的目的，新激子系统可以或许选择性地激起特定朝向的偶极激子。同时，改变层厚或选择分歧的带间跃迁，可以年夜规模调理激子的共振能量和电偶极矩的巨细。传统偶极激子多集中在可见光规模，而这些激子则散布在红外波段，极年夜拓展了偶极激子的工作波段。

研究团队暗示，偶极激子的“别致”特征不但有助在鞭策低维度光电探测器、微型光谱仪、可调谐发光器件等新型红外光电器件的研发，还为调控激子-激子彼此感化供给了更多自由度，对多体物理、强联系关系量子态、非线性激子极化激元等范畴的研究具有主要意义。该研究也为摸索黑磷中矩形莫尔超晶格的别致量子现象奠基了尝试根本。

相干论文信息：http://doi.org/10.1126/science.adq2977

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