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里德堡激子Rydberg excitons是里德堡原子的固态对应物，在利用其量子应用潜力方面，引起了相当大的研究兴趣，但实现其空间限制和操纵是一个重大挑战。最近，具有高度可调周期势的二维莫尔超晶格兴起，提供了一条可能的途径。 今日，中科院物理所 Qianying Hu（一作），许杨Yang Xu，武汉大学 Zhen Zhan（一作），袁声军Shengjun Yuan等，在Science上发文，基于里德堡莫尔激子Rydberg moiré excitons（XRM）的光谱证据，在实验上证明了这种空间调控里德堡激子的能力，其中里德堡莫尔激子XRM是莫尔束缚moiré-trapped里德堡激子，存在于转角双层石墨烯相邻的单层半导体二硒化钨中。在强耦合区域，德堡莫尔激子XRM表现为多重能量劈裂、在反射光谱中的显著红移和变窄线宽，突出了其电荷转移特性，其中强烈不对称的层间库仑相互作用加强了电子-空穴分离。这一研究发现，确立了激子里德堡态作为量子技术开发的候选者。
Observation of Rydberg moiré excitons.里德堡莫尔激子的观测
图1.里德堡激子（尺寸为rB）和转角双层石墨烯twisted bilayer graphene，TBG莫尔超晶格（具有大和小周期 波长
）之间相互作用的示意图。
图2 邻近10°和1.14°转角双层石墨烯TBG内二硒化钨WSe2的里德堡传感Rydberg sensing。 图3 0.6°转角双层石墨烯twisted bilayer graphene，TBG附近的二硒化钨WSe2中，里德堡莫尔激子的形成。 图4. 扭转角依赖性和强耦合状态的渡越crossover。 里德堡态是原子和分子的激发态，其“膨胀尺寸inflated size”提供了可用于量子模拟器和传感器应用的增强相互作用。 该项研究表明，在单层二硒化钨中，光激发里德堡激子（激发的库仑束缚电子-空穴对）的限制和控制，可以利用相邻的小角度扭曲双层石墨烯中产生莫尔晶格的窄而尖势阱。在莫尔晶格中，里德堡激子之间的产生、捕获和最终控制的相互作用，将有助于开发用于量子模拟和传感的固态平台。
文献链接https://www.science.org/doi/10.1126/science.adh1506DOI: 10.1126/science.adh1506
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