自从 2013 年认识到线偏振光可以在单层过渡金属二硫族化物 (TMDC) 半导体中产生 KK' 谷相干激子以来，利用这些激子态进行相干操纵和量子位操作一直是研究人员的长期目标。

不幸的是，令许多人失望的是，人们很快就发现这样的谷相干性在 100 fs 的时间尺度内迅速退化——因此，任何这样的相干操纵几乎变得不可能。此外，由于辐射寿命大约是原来的10倍，激子在辐射复合之前会经历强烈的谷退相干，因此谷相干性的光学读出也具有挑战性。造成这种超快谷退相干的罪魁祸首是散射和谷间交换相互作用的综合效应。

在《光：科学与应用》杂志上发表的一篇新论文中，由印度班加罗尔印度科学研究所电气通信工程系量子电子实验室 Kausik Majumdar 教授领导的科学家团队及其同事找到了解决这一长期存在问题的方法，即用石墨烯顶层和底层封装MoS2 。

这种结构在稳态光致发光 (PL) 测量中提供约 100% 的线性偏振度 (DOLP)，这是谷相干时间大于激子寿命的直接证据(在这些样品中估计为约 2-3 ps)。这也表明他们实现了谷相干时间，比之前的报告至少长了 10 倍。

通过巧妙设计四种不同层堆叠的实验以及由 Bethe-Salpeter 方程和 Maialle-Silva-Sham (MSS) 方程解支持的后续数据分析，作者提出了一种提高谷相干性的系统方法：

增强介电屏蔽有助于减少交换相互作用，从而提高谷相干性。

然而，增强屏蔽的缺点是寿命延长，这会导致更多的随机相位积累，从而降低谷相干性。

将增强筛选与过滤掉长寿命激子的快速过滤机制(例如，通过激子转移到石墨烯)相结合，可以消除上述第 2 点所述的问题，提供约 100% DOLP。

他们补充说：“有趣的是，作为在同一 GMG 堆栈中快速电荷转移到石墨烯的另一个优势，激子峰非常干净，并且线宽很窄，没有来自 trion 和其他激子复合物的虚假峰。”

科学家们得出结论：“通过在单层半导体中实现比寿命更长的激子谷相干时间，实现这种完美谷相干性的光学读出，可以对新实验以及量子信息处理等可能的应用产生深远的影响。 ”