在低电子密度极限下，库仑相互作用对于确定理想二维电子气（2DEG）的基态至关重要。在这种情况下，库仑相互作用主导着单粒子相空间填充。在硅和砷化镓中，电子通常位于这些低密度下。相反，在过渡金属二硫族化物（TMD）中，可以在实验相关的电子密度下预测2DEG中的库仑相关性。瑞士巴塞尔大学Jonas Gaël Roch团队研究了TMD二硫化钼的门控单层中的2DEG。在9.0 T的磁场和电子浓度高达5×10¹² cm^-2的情况下，研究人员提出了基态是自旋极化的证据。在四个可用导带中，只有两个被占用。这两个带具有相同的自旋但不同的谷量子数。研究表明，即使在没有磁场的情况下也只占用两个波段。自旋极化随着2DEG密度的降低而增加，表明库仑相互作用是对称性破坏的关键方面。最后提出了交换耦合对齐旋转。波尔半径非常小，以至于相位空间相距很远的电子相互作用也会相互影响。

Roch, J. G., Froehlicher, G., Leisgang, N., Makk, P., Watanabe, K., Taniguchi, T. & Warburton, R. J. Spin-polarized electrons in monolayer MoS₂. Nat. Nanotechnol.

Doi:10.1038/s41565-019-0397-y.

https://doi.org/10.1038/s41565-019-0397-y