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物性物理学：ファンデルワールスヘテロ構造におけるモアレ励起子の証拠
Nature 567, 7746 doi: 10.1038/s41586-019-0975-z
単層ファンデルワールス材料の単離や積層における最近の進歩によって、二次元極限において量子物質を作製する手法がもたらされた。2枚の単層半導体を積層して形成したファンデルワールスヘテロ構造では、格子不整合や回転によるずれによって面内モアレ超格子が生じる。モアレ超格子が物質の電子バンド構造を変化させ、非従来型超伝導や相関によって駆動される絶縁挙動などの輸送特性をもたらし得ることは、広く認識されている。しかし、モアレ超格子が光学特性に及ぼす影響は、実験的に調べられていない。今回我々は、ねじれ角が小さい二セレン化モリブデン/二セレン化タングステン（MoSe2/WSe2）ヘテロ2層において、正または負の円偏光発光を伴う複数の層間励起子共鳴を観測したことを報告する。我々は、これらの共鳴が、モアレポテンシャル内に閉じ込められた励起子基底状態と励起子励起状態に起因すると考える。この解釈は、再結合ダイナミクスと、これらの層間励起子共鳴のねじれ角依存性と温度依存性によって裏付けられた。今回の結果は、ナノフォトニクスや量子情報への応用に向けて、ファンデルワールスヘテロ構造を用いた人工エキシトニック結晶の設計が可能であることを示唆している。
