范德瓦尔斯异质结构中的孪晶和莫伊里激子物理学

摘要 由二维范德华（vdW）材料组成的异质结构允许高度可控的堆叠，其中层间扭曲角引入了改变电子带结构和激子物理的连续自由度。在魔角双层石墨烯中发现莫特绝缘态和超导电性的推动下，新兴的 "扭曲电子学 "和摩尔纹物理学研究领域引起了学术界对光电特性工程学和新量子现象探索的极大兴趣，其中摩尔纹超格为实现人工激子晶体提供了一条途径。在此，我们系统地总结了目前在孪晶和摩尔激子物理学方面取得的成就，重点介绍了晶格旋转失配和原子登记的作用。首先，我们回顾了层间扭曲对电子和光子物理的影响，特别是通过层间相互作用和电子能带结构对偶极矩和自旋谷极化等激子特性的影响。我们还讨论了具有不同扭曲角度的 vdW 异质结构中的激子动力学，如形成、传输和弛豫过程，其机制十分复杂，仍需进一步研究。随后，我们回顾了摩尔纹超格和摩尔纹调制激子的理论分析和实验观察。我们还展示了各种奇异的摩尔效应，包括周期势、摩尔小带和变化的波函数对称性，它们导致了激子定位、出现激子峰和空间交替的光学选择规则。我们进一步介绍了摩尔纹系统在电场、掺杂和应变等外部调制因素作用下的扩展特性，表明摩尔纹晶格是一个具有高可调节性的光电应用和前沿物理学深入研究的前景广阔的平台。最后，我们重点讨论了基于摩尔纹系统的相关电子物理学这一快速发展的领域，它可能与新兴的量子现象有关。