단일층 반도체에서 강자성 전자 기저 상태의 교환 에너지

반도체 단일층 MoS₂의 이동 전자는 낮은 온도에서 강자성 상태를 형성합니다. 페르미 바다는 두 개의 원으로 구성되어 있으며, 하나는 K 점에, 다른 하나는 Kover ˜ 점에 위치하고 있으며, 두 원 모두 같은 스핀을 가집니다. 여기서 우리는 전자 밀도가 낮은 게이트가 있는 MoS₂에서 스핀과 밸리 양자 수가 알려진 외인자를 주입하는 광학 실험을 제시합니다. 결과적으로 형성된 트라이온은 주입 과정, 비대칭화된 트라이온 상태의 형성, 한 밸리에서 다른 밸리로의 전자-정공 산란, 재결합을 고려한 모델을 사용하여 식별됩니다. 결과는 완전한 스핀 편광과 일치합니다. 서로 다른 트라이온 상태 간의 분리를 통해, 우리는 강자성 상태 내의 단일 스핀을 뒤집는 데 필요한 에너지인 교환 에너지 Σ와 인터밸리 쿨롱 교환 에너지 J를 측정합니다. 우리는 n=1.5×10^12 cm^-2에서 Σ=11.2 meV와 J=5 meV를 결정하며, J는 전자 밀도 n에 강하게 의존함을 발견합니다.