Nat. Phys.: 二维材料 莫尔晶格，偶极激子绝缘体

二维莫尔材料moiré materials，为量子现象研究，提供了高度可控的固态系统平台。到目前为止，实验研究主要集中在关联电子态，而莫尔材料中的关联玻色态，关注却较少。

今日，康奈尔大学Jie Shan和 Kin Fai Mak团队Jie Gu(一作)在Nature Physics上发文，报道了在WSe2单层和WSe2/WS2莫尔双层材料，通过库仑相互作用耦合器件中，实验观察到相关偶极激子绝缘体correlated dipolar excitonic insulator，即由激子形成驱动的电荷绝缘态。当所有空位都位于Moiré层时，该系统是Mott绝缘体。在平面外电场下，空穴可以连续地转移到WSe2单层，但仍然强烈地束缚在Moiré空格点上，有效地在Moiré晶格中形成层间激子。研究进一步观察到，在WSe2单层中，由强层间库仑关联引起的局域磁矩。这一研究结果，为在固态系统中，实现由玻色子晶格模型描述的关联量子现象，提供了有力的研发系统平台，同时也是对冷原子系统的补充。

Dipolar excitonic insulator in a moiré lattice

莫尔晶格中的偶极激子绝缘体

图1：在莫尔晶格中，实现偶极激子的半导体异质结构。

图2：平面外电场下的光学响应。

图3：ν=1时的激子绝缘体。

图4：单层WSe2局部磁矩。

该项研究，利用半导体莫尔异质结构，实现了晶格中的平衡激子流体。未来研究需要涉及库仑阻力和逆流测量，以建立玻色子基态，研究从Bardeen--Cooper--Schrieffer，BCS 态到Bose–Einstein condensation BEC 的渡越(BCS-BEC crossover)，并了解不匹配的电子和空穴质量影响。中等hBN间隔层厚度（2nm），因其维持了强层间库仑关联，抑制了单粒子层间隧穿，是一个有希望探索的参数区域。这些研究结果，为在有限电子-空穴密度不平衡下，实现奇异关联玻色子态铺平了道路，如玻色子Mott绝缘体，Wigner固体，超固体和Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov，FFLO态。

文献链接：https://www.nature.com/articles/s41567-022-01532-z

DOI: https://doi.org/10.1038/s41567-022-01532-z

本文译自Nature。