单带莫特绝缘体中维度依赖的激子色散

背景：激子作为光电器件中的关键准粒子，其色散行为（能量与动量关系）随材料维度的理论预测存在显著差异，但受限于实验手段，二维无质量激子的直接观测一直未能实现。研究目的：中国科学院物理研究所朱学涛、郭建东团队与合作者旨在利用高分辨率电子能量损失谱仪，在单一材料中直接观测并验证激子色散随维度变化的演化。结论：研究团队在单带莫特绝缘体Nb₃Cl₈和Nb₃Cl₂Br₆中，通过结构相变调控层间耦合，首次直接观察到激子色散从高温二维相的“V”字型无质量线性色散到低温三维相的“U”字型抛物线色散的清晰演化，实验证实了二维无质量激子的存在，为设计高效光电器件提供了新思路。