Experimental measurement of the intrinsic excitonic wave function.
Experimental measurement of the intrinsic excitonic wave function.
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DOI：
10.1126/sciadv.abg0192
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发表时间：
2021-04
期刊：
影响因子：
13.6
通讯作者：
Dani KM
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Man MKL;Madéo J;Sahoo C;Xie K;Campbell M;Pareek V;Karmakar A;Wong EL;Al-Mahboob A;Chan NS;Bacon DR;Zhu X;Abdelrasoul MMM;Li X;Heinz TF;da Jornada FH;Cao T;Dani KM
我们可视化电子在激子空穴周围的分布，并观察其难以捉摸的反常色散。激子是由电子和空穴组成的两体复合准粒子，是凝聚态系统中基本的光激发。自从激子波函数在近一个世纪前被发现以来，对激子波函数的测量仍然超出了实验范围。在这里，我们通过测量单层二硒化钨中激子光发射电子的动量分布，直接成像激子波函数在互易空间。通过变换到实空间，我们得到了激子空穴周围电子分布的直观图像。此外，通过解析能量坐标，我们证实了一个难以捉摸的理论预测，即光发射电子表现出一种反向的能量-动量色散关系，反映了伴侣空穴所在的价带，而不是电子的导带状态。
We visualize the distribution of the electron around the hole in an exciton and observe its elusive anomalous dispersion. An exciton, a two-body composite quasiparticle formed of an electron and hole, is a fundamental optical excitation in condensed matter systems. Since its discovery nearly a century ago, a measurement of the excitonic wave function has remained beyond experimental reach. Here, we directly image the excitonic wave function in reciprocal space by measuring the momentum distribution of electrons photoemitted from excitons in monolayer tungsten diselenide. By transforming to real space, we obtain a visual of the distribution of the electron around the hole in an exciton. Further, by also resolving the energy coordinate, we confirm the elusive theoretical prediction that the photoemitted electron exhibits an inverted energy-momentum dispersion relationship reflecting the valence band where the partner hole remains, rather than that of conduction band states of the electron.
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