The comparative defect study on the polymeric transfer of MoS2 monolayers
化学气相沉积（CVD）生长的单层MoS2的无缺陷转移对于2D器件的制造和需要最小化衬底效应的各种研究的基本观点都是重要的。在众多的转移技术中，使用聚合物作为载体的两种众所周知的技术是湿转移技术和表面能辅助转移技术。在这项工作中，我们转移一个单一的CVD生长的单层MoS2通过这两种转移方法在一个类似的衬底上，并在转移过程中的应变和缺陷的干预探测拉曼和光致发光（PL）光谱，分别。我们发现，传统的和常用的湿转移技术退化的单分子层由于KOH污染。相比之下，使用表面能量辅助转移方法转移的单层具有与所生长的MoS2层相当的结构完整性和光学质量。与湿法相比，在表面能辅助技术中使用拉曼光谱研究记录了无应变转移。
2021-01-18 cond-mat.mtrl-sci
Electronic and Optical properties of Metallic Nitride: A comparative study between the MN (M=Al, Ga, In, Tl) monolayers
用密度泛函理论研究了金属氮化物（MN）单分子膜的电子和光学性质。在大多数这些单层中，金属原子的电子密度远高于氮化物原子的电子密度，并且在M-N键中发现离子键、共价键和金属键，从而产生迷人的电子和光学性质。的光学带隙变化从几乎$0.0$到$3.0$ ~eV的MN单层取决于金属和氮化物原子之间的键类型，以及周围的费米能的轨道的类型的贡献。计算了MN单分子膜的介电函数、激发光谱、折射率、反射率和电导率等光学性质。发现在低光子能量下，激发能和静态介电常数与带隙成反比。具有大带隙的MN单分子膜具有良好的可见光功能，而具有较低带隙的MN单分子膜被发现在红外区域是活跃的。此外，它示出的MN单分子膜的光学性质表现出较强的各向异性相对于入射光的偏振。因此，我们对MN单层的光学性质的研究结果表明，它们可能是有益的光电子器件的应用。
2022-01-01 cond-mat.mtrl-sci
The electronic structure and elastic property of monolayer and bilayer transition metal dichalcogenides MX$_2$ (M=Mo,W;X=O,S,Se,Te): A comparative first-principles study
采用第一性原理方法，采用不同的交换关联泛函，包括LDA、PBE和OptB 88-vdW形式的vdW-DF泛函，研究了分子式为MX $_2$（M=Mo，W; X=O，S，Se，Te）的二维过渡金属二硫属化物（TMDC）单层和双层结构的电子和弹性性质.计算的能带结构表明，除了MoO $_2$和WO $_2$外，单层TMDC在K点处具有直接带隙。当单层堆叠成双层时，除了双层WTe $_2$在K点处仍然存在直接带隙外，发现间接带隙减小。计算的面内杨氏模量与石墨烯相当，这预示着TMDC在未来柔性和可拉伸电子器件中的可能应用。我们还评估了不同的泛函，包括LDA，PBE，和optB 88-vdW在描述TMDC的弹性模量的性能，发现LDA似乎是最合格的方法。此外，我们的计算表明，双层的杨氏模量是不敏感的堆叠顺序和单层之间的机械耦合似乎可以忽略不计。
2015-05-07 cond-mat.mtrl-sci
Realizing a Superconducting Square-Lattice Bismuth Monolayer
在超导Pb薄膜上异质外延生长了具有C4对称性和条纹状moire结构的近邻诱导超导正方晶格铋单层，DFT预测其费米能级存在Rashba型自旋劈裂Dirac能带，为拓扑超导研究提供了新平台。
2023-04-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Intrinsic magnetism in monolayer transition metal trihalides: a comparative study
二维磁性材料具有可调的电子性质，可以在自旋电子学、磁性和磁光等方面产生新的应用。本文利用密度泛函理论研究了过渡金属三卤化物（MX $_3$，M = V，Cr，Mn，Fe和Ni，X = F，Cl，Br和I）二维单分子膜中的内禀磁有序.我们发现除了FeX $_3$家族具有反铁磁基态外，其余三卤化物都是铁磁的。其中VX $_3$和NiX $_3$系列被发现具有最高的磁转变温度，超过室温。在电子性质方面，Mn和Ni的三卤化物是半金属或Dirac半金属，而V，Fe和Cr的三卤化物是绝缘体。在本文研究的所有三卤化物中，我们发现MnF $_3$，MnCl $_3$，MnBr $_3$，NiF $_3$和NiCl $_3$都存在非常干净的自旋极化Dirac半金属态。这些自旋极化的狄拉克半金属将是非常有用的自旋电流产生和其他自旋电子学应用。
2019-05-31 cond-mat.mtrl-sci
Structural, electronic and magnetic properties of point defects in polyaniline (C3N) and graphene monolayers: A comparative study
新合成的二维聚苯胺（C3 N）在结构上类似于石墨烯，并具有有趣的电子，磁性，光学和热性能。石墨烯中的点缺陷引起有趣的功能，如磁化在全碳材料的事实的动机，我们进行密度泛函理论计算，调查空缺和斯通-威尔士型点缺陷单层C3 N。我们比较和对比这些缺陷的结构，电子和磁性与那些在石墨烯。虽然C3 N的单空位和Stone-Wales缺陷导致类似于石墨烯中的重构，但双空位显示出不同的几何特征。与石墨烯不同的是，由于化学计量比的改变，C3 N中的所有空位都具有金属特征，那些具有低配位原子的空位具有有限的磁矩。我们进一步研究的鲁棒性的重建结构和磁矩的变化，通过施加拉伸和压缩双轴应变。我们发现，有限的带隙的优势，点缺陷在C3 N是合格的作为未来的自旋电子学应用的良好候选人。
2020-05-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
First-principles Study of Phonon Lifetime and Low Lattice Thermal Conductivity of Monolayer γ-GeSe: A Comparative Study
硒化锗（GeSe）是一种独特的二维（2D）材料，在环境条件下表现出各种稳定的多晶型。最近，合成了一种具有层状六方晶格的新相（γ-GeSe），其环境稳定性和非凡的电子电导率甚至高于石墨，而其单层是半导体的。本文利用第一性原理推导的力常数和Boltzmann输运理论，研究了单层γ-GeSe的晶格热导率（κ_l），并与单层α-GeSe和单层β-GeSe进行了比较。γ相的κ_l较低（5.50 W/mK），与α相和β相的κ_l相当。α-GeSe中的声学分支与光学分支很好地分离，限制了相空间中的散射通道，而对于\b{eta} -GeSe和γ-GeSe，声学分支与低频光学分支共振，促进了更多的声子-声子散射。对于γ-GeSe，累积κ_l是各向同性的，声子代表平均自由程（rMFP）最短（17.07 nm），表明γ相的κ_l受样品尺寸的影响较小，而α-GeSe的累积κ_l随平均自由程的增加而缓慢增长，rMFP较长（Z字形和扶手椅形方向分别为20.56和35.94 nm），显示出较强的κ_l尺寸依赖性。我们的工作表明，GeSe多晶型物具有整体低热导率，是热电和热管理应用的有前途的竞争者。
2022-10-17 cond-mat.mtrl-sci
Anomalously low thermal conductivity of two-dimensional GaP monolayers: A comparative study of the group GaX (X = N, P, As)
随着二维氮化镓（GAN）平面蜂窝结构的成功合成，二维GAN的声子输运性质得到了报道。然而，通过用N取代同一主族中的其他元素，在Ga基材料中的热输运仍然不清楚，这是更广泛的应用。本文基于第一性原理计算，对二维GaX（X = N，P，As）的声子输运性质进行了全面的研究.发现GaP的热导率（1.52 Wm-1 K-1）出乎意料地超低，这与GAN和GaAs形成鲜明对比，尽管它们具有类似的蜂窝几何结构。基于PJTE理论，GaP和GaAs稳定在屈曲结构中，不同于GAN的平面结构。与GAN和GaAs相比，GaP具有最强的声子非谐性，因此存在较强的声子-声子散射。在给定电子结构的情况下，我们对声子输运有了更深的认识，即由于弯曲结构的存在，GaP中电子的离域受到了限制。因此，P原子的非成键孤对电子在热搅动时诱导非线性静电力，导致晶格中声子非谐性增加，从而降低热导率。我们的研究为蜂窝结构GaX单分子膜中声子输运提供了基础性的认识，这将丰富未来二维材料中纳米声子输运的研究
2021-07-21 cond-mat.mtrl-sci
In situ x-ray diffraction study of epitaxial growth of ordered Fe3Si films
用掠入射X射线衍射法原位研究了GaAs（001）衬底上Fe_3Si的分子束外延生长。在低生长速率和接近200摄氏度的衬底温度下观察到Fe3Si膜的逐层生长。发现了生长过程中由于表面逐渐粗糙化而引起的X射线强度振荡的衰减，并得到了相应的不同阶地覆盖率的序列。沉积后表面恢复非常缓慢。在310摄氏度下退火结合单层Fe3Si的沉积使表面恢复到高度完美和最小粗糙度。我们的化学计量薄膜具有长程序和高质量的异质外延界面。
2007-12-18 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic and high thermal conductivity in monolayer quasi-hexagonal fullerene: A comparative study against bulk phase fullerene
最近，已经制造了一种称为准六方相富勒烯（QHPF）的新型二维（2D）C $_{60}$基晶体，并证明其是2D电子器件的有希望的候选者[Hou等人，Nature 606，507-510（2022）]。我们构建了一个准确和可转移的机器学习势来研究这种材料的热传输和相关性质，并与面心立方体相富勒烯（BPF）进行了比较。利用均相非平衡分子动力学和相关的谱分解方法，我们发现QHPF的热导率是各向异性的，在300 K时，平行于环加成键方向的热导率为137（7）W/mK，垂直于面内方向的热导率为102（3）W/mK.相比之下，BPF中的热导率是各向同性的并且仅为0.45（5）W/mK。我们发现，在QHPF中的分子间共价键起着至关重要的作用，在提高QHPF的导热系数相比，在BPF。在这项工作中所表征的热传输特性将是有用的QHPF作为新型的二维电子器件的应用。
2023-02-09 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Heteroepitaxial Growth of PbSe on InP Substrates via Lattice-Matched III-V Buffer Layers
CREOL, The College of Optics and Photonics, University of Central Florida（中佛罗里达大学光学与光子学院）；Department of Materials Science and Engineering, University of Central Florida（中佛罗里达大学材料科学与工程系）
本研究通过分子束外延在InP衬底上生长PbSe薄膜，利用晶格匹配的III-V缓冲层将失配限制在4%，实现了高质量外延并增强了光致发光，为红外探测提供了新平台。
2026-09-10 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Diverse anisotropy of phonon transport in two-dimensional IV-VI compounds: A comparative study
石墨烯以外的新型二维（2D）材料，包括层状和非层状材料及其异质结构，由于其在纳米电子学、光电子学和清洁能源等领域的应用前景，目前正引起人们越来越多的关注，其中热输运性质是基本物理参数之一。本文采用基于第一性原理计算的Boltzmann输运方程（BTE），系统研究了二维正交晶系Ⅳ-Ⅵ族化合物$GeS$、$GeSe$、$SnS$和$SnSe$的声子输运性质.尽管有类似的起皱由于四种单层化合物具有与磷烯一样的沿扶手椅方向的铰链状结构，在声子群速度、杨氏模量和晶格热导率等方面具有不同的各向异性（$κ$）等。特别地，单层$GeS$的Z字形和扶手椅方向的$κ$显示出最强的各向异性，而单层$SnS$和$SnSe$显示出最强的各向异性。声子输运几乎各向同性。全面研究了各种各向异性的起源，并详细讨论了其机制。在有限的尺寸下，通过纳米结构化可以有效地降低$κ$，并有效地调节其各向异性，这将扩大其在纳米热电和热管理领域的应用。我们的研究为二维材料的各向异性声子输运性质提供了基础性的认识，对于进一步研究、调制和应用新兴技术具有重要意义。
2016-04-16 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Mechanical properties of lateral transition metal dichalcogenide heterostructures
过渡金属二硫属化物（TMD）单分子膜由于其特殊的结构、电子和力学性质而引起人们的广泛关注。它们的横向异质结构的形成允许在工程电子和光电子器件中具有新的灵活性。然而，横向异质结构的机械性能很少被研究。本文采用密度泛函理论（DFT）计算方法，对不同TMD单分子膜（包括二硫化钼（MoS 2）、二硒化钼（MoSe 2）、二硫化钨（WS 2）和二硒化钨（WSe 2））的1H、1 T '和1H/1 T'异质结构相的力学特性进行了比较研究。我们的研究结果表明，横向异质结构有一个相对较弱的机械强度为所有的TMD单分子膜。TMD单分子膜的力学性能与其结构相之间的显著相关性可用于调节材料的刚度。因此，我们的研究结果，提出了一种新的策略来操纵的机械特性的TMD工程的结构相，为他们的实际应用。
2020-09-28 cond-mat.mtrl-sci
Biaxial tensile strain tuned up-and-down behavior on lattice thermal conductivity in $β$-AsP monolayer
各种具有石墨烯类屈曲结构的二维（2D）材料出现，并且最近已经从第一性原理计算提出$β$相AsP单层是热稳定的。热输运的研究对这些二维材料基纳米电子器件的研究具有重要意义。受此启发，通过求解线性化声子玻尔兹曼方程的单模弛豫时间近似（RTA）内的应变相关的声子输运的AsP单层的比较研究。结果表明，AsP单分子层的晶格热导率（$κ_L$）与具有类似屈曲结构的As单分子层的晶格热导率非常接近，这是由于As单分子层对AsP单分子层的声子寿命的降低与群速度的提高相互抵消的结果.相应的AsP单分子膜的室温薄层热导率为152.5 $\mathrm{W K^{-1}}$。值得注意的是，增加的拉伸应变可以硬化长波长的平面外（ZA）声学模式，并软化平面内的纵向声学（LA）和横向声学（TA）模式。计算结果表明，随着应变的增加，AsP单层膜的$κ_L$呈现非单调的上下运动。这种不寻常的应变依赖性是由于声子群速度的降低、ZA模声子寿命的提高和TA/LA模非单调上下声子寿命之间的竞争。结果表明，在所研究的应变范围内，$κ_L$以声学分支为主，ZA分支的贡献随应变的增加而增加，TA/LA分支的贡献则相反。通过分析累积$κ_L$相对于声子平均自由程（MFP）的变化，发现拉伸应变可以有效地调制AsP单分子膜中$κ_L$的尺寸效应。
2018-01-13 cond-mat.mtrl-sci
High-throughput screening of 2D materials identifies p-type monolayer WS$_2$ as potential ultra-high mobility semiconductor
本研究结合高通量筛选与从头算玻尔兹曼输运方程计算，识别出单层WS$_2$为潜在超高迁移率p型二维半导体，室温空穴迁移率可超1300 cm$^2$/Vs，并强调完整输运计算对预测精度的重要性。
2025-04-22 cond-mat.mtrl-sci
Ultra-low lattice thermal conductivity induces high-performance thermoelectricity in Janus group-VIA binary monolayers
本文采用第一性原理计算系统地研究了三种新的Janus STe $_{2}$、SeTe $_{2}$和Se $_{2}$ Te单层膜的电输运、热输运和热电性质，并与文献中不同方法的结果进行了比较。发现Seebeck系数和电导率具有相反的温度依赖性，并详细解释了这一现象。热电功率因数（PF）随温度的降低源于电导率的降低。为了获得精确和收敛的晶格热导率，计算均方根（RMS），以获得合理的三阶力计算的截止半径。Janus STe $_{2}$、SeTe $_{2}$和Se $_{2}$ Te单层膜在300 K下具有0.2、0.133和4.81 $\times10^{-4}$ W/mK的超低晶格热导率，这是由于声学模和低频光学分支之间的强耦合效应、低声子群速度、小声子寿命和大非谐性。因此，STe $_{2}$、SeTe $_{2}$和Se $_{2}$ Te的n型（p型）载流子掺杂获得了2.11（2.09）、3.28（4.24）和3.40（6.51）的超高$\textit{ZT}$值，表明它们是有前途的热电材料。
2022-11-18 cond-mat.mtrl-sci
First-principles design of ferromagnetic monolayer MnO$_2$ at the complex interface
本文通过第一性原理计算研究SrTiO$_3$基异质界面中单层MnO$_2$的界面工程，发现其具有与覆盖层厚度无关的金属-绝缘体转变和磁转变，并实现100%自旋极化二维电子气及室温磁性，为二维自旋电子学材料设计提供了新途径。
2023-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tuning of Photoexcited Electron Dynamics at Monolayer h-BN/Metal Interfaces by Corrugation
Osaka Metropolitan University（大阪公立大学）；Institute for Molecular Science, National Institutes of Natural Sciences（国立自然科学院分子科学研究所）；Friedrich Schiller University Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）
本研究通过结构表征和时间分辨双光子光电子能谱，发现原子级波纹度可调控单层h-BN/金属界面的像势态电子弛豫动力学，是调控超快电子动力学的有效参数。
2026-08-21 cond-mat.mtrl-sci
Impressive optoelectronic and thermoelectric properties of two-dimensional XI$_2$ (X=Sn, Si): a first principle study
二维金属卤化物由于其电子学和光电学性质而受到越来越多的关注。近年来，由于金属卤化物单层膜具有超低的晶格电导率、高的Seebeck系数和品质因数，研究者们对金属卤化物单层膜的热电性能产生了浓厚的兴趣。本文利用密度泛函理论和Boltzmann输运方程研究了XI $_2$（X=Sn和Si）单分子膜的热电和光电性质。通过原子位置弛豫优化了结构参数。SnI $_2$和SiI $_2$单分子膜均具有优异的热电和光学性能。对于SnI $_2$，观察到2.06 eV的间接带隙，并且在4.68 eV处发现吸收峰。为此，已计算出600K下p型掺杂的最高ZT值为0.84。类似地，对于SiI $_2$，观察到1.63 eV的相对低的间接带隙，并且在4.86 eV处获得吸收峰。计算得到SiI $_2$在600 K时的ZT乘积为0.87。这两种晶体具有高的吸收率和ZT值，表明它们可以作为光电和热电器件的有希望的候选者。
2020-04-29 cond-mat.mtrl-sci
Electrical transport properties of atomically thin WSe2 using perpendicular magnetic anisotropy metal contacts
本研究报道了单层WSe2场效应晶体管与垂直磁各向异性Co/Pt铁磁电极的电输运性质，通过I-V测量估算出较小的肖特基势垒高度，为自旋电子学和谷电子学应用提供了新见解。
2023-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Adsorption geometry and electronic structure of iron phthalocyanine on Ag surfaces: A LEED and photoelectron momentum mapping study
本文研究了酞菁铁在银低指数晶面上的吸附行为。结合光电子动量映射和低能电子衍射对倒易空间的测量，重建了真实空间的吸附几何构型。在单层覆盖下，在所有研究的表面上都存在有序的超结构，在Ag（100）和Ag（111）的情况下，每个晶胞中含有一个分子，而对于Ag（110），每个晶胞中含有两个分子。从光电子动量图中导出了分子相对于衬底高对称方向的方位倾斜角。具有不同对称性的基板上的动量图案的比较分析表明，两个成分的双重简并FePc最低未占分子轨道被占据的电荷转移从基板在界面处。
2013-09-13 cond-mat.mtrl-sci
