단일층 반도체에서의 빛과 같은 엑시톤의 자기 밝기

WSe₂와 같은 단일층 전이 금속 다칼코겐화합물은 직접 띠폭을 가진 다중 밸리 반도체입니다. 장거리 전자-정공 교환 상호작용은 밸리를 혼합하여 대량(Q²) 및 빛과 같은(Q) 엑시톤의 분산 관계를 생성합니다. 우리는 단일층 반도체 WSe₂에서 B = 25T까지의 엑시톤의 자기-광발광 분광법을 보고합니다. 중성 엑시톤의 자기장 의존 선형 모양은 두 가지의 자기장 방향에서 새로운 블루-디튜닝 방출 피크의 출현을 드러냅니다. 두 피크의 뚜렷한 자기장 의존적 이동을 분석하면, 중성 엑시톤에 비해 훨씬 작은 축소 엑시톤 질량을 가진 스핀-싱글렛으로서의 출현 특성을 식별할 수 있습니다. 출현 특성의 세기는 자기장이 증가함에 따라 B²에 비례하여 증가하며, 이는 선형 분산 관계에 대한 예상과 일치합니다. 두 특성의 밀도 의존 다이아마그네틱 이동 비율은 전자-정공 교환 상호작용의 예상 밀도 의존성을 따릅니다. 우리는 밝은 대량 엑시톤과 준 어두운 빛과 같은 엑시톤 간의 자기장 유도 결합이라는 관점에서 우리의 관찰을 해석합니다.