据悉，美国SLAC国家加速器实验室（SLAC National Accelerator Laboratory）研究者创新性地设计了一种实验方法，利用低于光学带隙的中红外激光脉冲，成功激发了单层二硫化钨中的激子，并展示了超过100毫电子伏特激子的激发以及强场光缀饰（Light-dressing）效应。这项研究成果已以“Floquet engineering of strongly driven excitons in monolayer tungsten disulfide”为题发表在Nature Physics上。
单层二硫化钨图片
这项研究深入探索了量子材料与强激光场之间的相互作用，揭示了其诱导出的非平衡电子态的奇异性质。单层过渡金属二硫化物，作为一类具有显著量子限制效应的新型直接能隙半导体，为Floquet工程提供了理想的试验田。Floquet工程通过周期性调制的外部激光场，巧妙地操控了激子（即电子-空穴相关态的准粒子）的行为，不仅创造了新的量子态和动态效应，还为激子现象的研究开辟了新途径。
尤为值得关注的是，美国研究者利用强激光脉冲对单层二硫化钨中的激子-电子-空穴对进行了前所未有的操控。这种强场驱动不仅显著改变了激子的状态，还使得原本难以观测的暗激子态通过与光子的混合，在光学上变得明亮可测，表现为光学带隙以下的独特吸收信号。
单层二硫化钨图片
进一步的研究通过高灵敏度瞬态吸收光谱技术，揭示了1s激子共振以下形成的虚吸收特征，这些特征被归因于暗2p激子态的光缀饰边带。结合量子力学模拟，研究团队不仅验证了实验观察结果，还成功恢复了激子动力学的真实空间图像，为强场区域激子动力学的理解迈出了重要一步。
这一研究成果不仅深化了我们对二维材料在极端条件下行为的认识，还为未来超快、强场现象在二维材料器件中的应用奠定了坚实基础。作为二维材料的杰出代表，单层二硫化钨以其独特的电学、光学和机械性能，在纳米科技和器件应用中展现出巨大潜力。
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