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Wigner crystals in two-dimensional transition-metal dichalcogenides: Spin physics and readout

机译：二维过渡金属二卤化钨中的维格纳晶体：自旋物理和读出

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Wigner crystals are prime candidates for the realization of regular electron lattices under minimal requirements on external control and electronics. However, several technical challenges have prevented their detailed experimental investigation and applications to date. We propose an implementation of two-dimensional electron lattices for quantum simulation of Ising spin systems based on self-assembled Wigner crystals in transition-metal dichalcogenides. We show that these semiconductors allow for minimally invasive all-optical detection schemes of charge ordering and total spin. For incident light with optimally chosen beam parameters and polarization, we predict a strong dependence of the transmitted and reflected signals on the underlying lattice periodicity, thus revealing the charge order inherent in Wigner crystals. At the same time, the selection rules in transition-metal dichalcogenides provide direct access to the spin degree of freedom via Faraday rotation measurements.
机译：威格纳晶体是在外部控制和电子设备的最低要求下实现规则电子晶格的主要候选材料。然而，迄今为止，一些技术挑战阻止了它们详细的实验研究和应用。我们提出了二维电子晶格的实现，用于基于过渡金属二卤化物中自组装Wigner晶体的Ising自旋系统的量子模拟。我们表明，这些半导体允许电荷排序和总自旋的微创全光检测方案。对于具有最佳选择的光束参数和偏振的入射光，我们预测透射和反射信号对基础晶格周期性的强烈依赖性，从而揭示了维格纳晶体固有的电荷顺序。同时，过渡金属二硫化氢中的选择规则可通过法拉第旋转测量直接获得自旋自由度。

著录项

  • 来源
    《Physical review》 |2020年第12期|125101.1-125101.14|共14页
  • 作者

    J. Knörzer; M. J. A. Schuetz; G. Giedke; D. S. Wild; K. De Greve; R. Schmidt; M. D. Lukin; J. I. Cirac;

  • 作者单位

    Max-Planck-Institut für Quantenoptik Hans-Kopfermann-Str. 1 D-85748 Garching Germany Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST) Schellingstr. 4 D-80799 München Germany;

    Physics Department Harvard University Cambridge Massachusetts 02318 USA Amazon Web Services New York New York 10001 USA;

    Donostia International Physics Center Paseo Manuel de Lardizabal 4 E-20018 San Sebastián Spain Ikerbasque Foundation for Science Maria Diaz de Haro 3 E-48013 Bilbao Spain;

    Physics Department Harvard University Cambridge Massachusetts 02318 USA;

    Physics Department Harvard University Cambridge Massachusetts 02318 USA IMEC Remisebosweg 1 3001 Leuven Belgium;

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