Energy dissipation mechanism revealed by spatially resolved Raman thermometry of graphene/hexagonal boron nitride heterostructure devices
了解二维范德华异质结构中载流子和声子的能量输运对于未来高能效二维纳米电子学的发展至关重要。在这里，我们进行了原位空间分辨拉曼测温电偏置石墨烯通道和hBN衬底上的能量耗散机制在石墨烯/hBN异质结构的研究。通过比较沿偏置石墨烯通道的温度分布与沿hBN衬底的温度分布，我们发现石墨烯和hBN之间的边界热阻在（1-2）x 10^（-7）m^（2）KW^（-1）的范围内，从空气中的~100 C到石墨烯在~600 C下开始分解。考虑电热传输模型以及在空气中进行的拉曼测温表明，在强电场下发生的局部掺杂在高达T ~ 600 C的石墨烯/hBN器件的能量耗散中起着至关重要的作用。
2017-11-18 cond-mat.mes-hall
Rashba Effect and Raman Spectra of Tl$_2$O/PtS$_2$ Heterostructure
通过Rashba自旋轨道效应实现电荷-自旋转换的可能性为纳米自旋电子学的发展提供了刺激性的机会。本文采用第一性原理计算方法研究了Tl $_2$ O/PtS $_2$异质结构的电子和自旋电子学性质，并通过正声子频率证实了其动力学稳定性.每晶胞约0.38 eV的出乎意料的高结合能描绘了Tl $_2$ O和PtS $_2$之间的强层间相互作用。有趣的是，我们发现了T1 $_2$ O的价带中的Rashba自旋劈裂（具有大的$α_R$值），其来源于PtS $_2$引起的界面自旋轨道效应。利用电子局域化函数和原子轨道投影研究了范德华束缚对轨道重排的影响，详细解释了费米能级附近的电子色散.此外，我们还解释了T1 $_2$ O/PtS $_2$异质结在动量空间中的能带结构排列，而在实空间中的能带结构分离.由于二维Tl $_2$ O仍有待实验证实，我们首次计算了原始Tl $_2$ O和Tl $_2$ O/PtS $_2$ O异质结构的拉曼光谱，并讨论了原子振动模式对应的峰位。这些发现提供了一个有前途的途径，探索自旋物理的潜在自旋电子学应用通过二维异质结构。
2020-12-22 cond-mat.mes-hall
Spectroscopic Evaluation of Charge-transfer Doping and Strain in Graphene/MoS2 Heterostructures
在基于层状二维材料的垂直异质结构中，研究范德华界面是非常重要的。作为原子级薄，2D材料容易受到显著的应变以及跨界面的电荷转移掺杂的影响。在这里，我们使用拉曼和光致发光（PL）光谱研究单层石墨烯/二硫化钼异质结构之间的界面制备的机械剥离和逐层转移。通过使用石墨烯和二硫化钼的拉曼模式之间的相关性分析，我们表明，这两个层进行压缩应变和电荷转移掺杂后的机械剥离和热退火。此外，我们表明，应变和载流子浓度可以调制的异质结构与额外的热退火。我们的研究强调了在表征范德华异质结构中的界面时考虑机械和电子耦合的重要性，并展示了一种调整其机电性能的方法。
2019-05-10 cond-mat.mes-hall physics.optics
Strong interlayer coupling in van der Waals heterostructures built from single-layer chalcogenides
半导体异质结构是许多重要器件应用的基础平台，例如激光器、发光二极管、太阳能电池和高电子迁移率晶体管。类似于传统的异质结构，层状过渡金属二硫属化物（TMDC）异质结构可以通过将各个单层组装成功能性多层结构来设计和构建，但原则上具有原子级尖锐界面，没有原子的相互扩散，数字控制的层状组分并且没有晶格参数约束。尽管如此，这种新型的范德华（vdW）半导体异质结构的光电行为是未知的单层限制。具体来说，实验上尚不清楚这种异质双层中的光学跃迁是空间直接的还是间接的。在这里，我们研究人工半导体异质结构从单层WSe2和MoS2构建块。我们观察到的光致发光峰和最低的吸收峰，这是一致的II型带对齐空间直接吸收，但空间间接发射之间的大斯托克斯位移约100毫电子伏。值得注意的是，这种空间间接跃迁的光致发光强度很强，表明载流子的层间耦合很强。异质界面处的耦合可以通过将六方BN（h-BN）介电层插入到vdW带隙中来容易地调谐。因此，这种层间耦合的一般性质提供了带工程中的新的自由度，并且预期产生具有定制复合层的可调光电性质的新的半导体异质结构族。
2014-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Origin of interlayer exciton-phonon coupling in 2D heterostructures
本研究以WSe$_2$@hBN异质结构为例，通过第一性原理计算揭示了晶体对称性在层间激子-声子散射中的核心作用，阐明了形变势与杂化空穴密度相互作用导致层间耦合的机制。
2024-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Identifying suitable substrates for high-quality graphene-based heterostructures
我们报告了一项扫描共聚焦拉曼光谱研究，该研究调查了大量不同衬底材料上的高质量化学气相沉积（CVD）石墨烯基异质结构的应变均匀性和整体应变和掺杂，这些衬底材料包括六方氮化硼（hBN）、过渡金属二硫属化物、硅、不同的氧化物和氮化物以及聚合物。通过对CVD石墨烯应用hBN辅助的、无污染的干法转移工艺，组装了具有低掺杂密度和低应变变化的高质量异质结构。这些原始异质结构的拉曼光谱对衬底诱导的掺杂和应变变化敏感，因此用于探测衬底材料对潜在高质量石墨烯器件的适用性。我们发现，衬底材料的平整度是获得或保持高质量石墨烯的关键因素。
2016-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Line Shape of the Raman 2D Peak of Graphene in Van Der Waals Heterostructures
石墨烯的拉曼2D线广泛用于器件表征和器件制造期间，因为它包含关于例如机械应变和掺杂的方向和幅度的有价值的信息。在这里，我们提出了系统的不对称性，在二维线形的剥离石墨烯和石墨烯生长的化学气相沉积。两种石墨烯晶体都完全封装在范德华异质结构中，其中六方氮化硼和二硒化钨用作衬底材料。在这两种材料堆叠中，我们发现石墨烯晶体中的掺杂值非常低，应变分布非常均匀，这是这些样品出色电子质量的霍尔标志。通过将双洛伦兹函数拟合到光谱以说明内部和外部过程对2D峰的贡献，我们发现子峰$6.6 \pm 0.5$ cm $^{-1}$（hBN-Gr-WSe 2）和$8.9 \pm 1.0$ cm $^{-1}$（hBN-Gr-hBN）的分裂显著低于先前关于悬浮石墨烯的研究中报道的值。
2016-08-09 cond-mat.mes-hall
Enhancement of the WS$_2$ A$_{1\text{g}}$ Raman Mode in MoS$_2$/WS$_2$ Heterostructures
Institute of Physics, Rostock University（罗斯托克大学物理研究所）；Institute of Theoretical Physics, University of Warsaw（华沙大学理论物理研究所）；Institute of Theoretical Physics, Wrocław University of Science and Technology（弗罗茨瓦夫科技大学理论物理研究所）；Department of Physics, Freie Universität Berlin（柏林自由大学物理系）；Institute of Physical Chemistry, Friedrich Schiller University Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学物理化学研究所）；Department of Physics and Materials Science, University of Luxembourg（卢森堡大学物理与材料科学系）
研究通过异质结构调控实现了WS₂ A₁g拉曼模式的选择性增强，揭示了层间振动相位差异对拉曼信号的影响。
2026-02-06 cond-mat.mes-hall
Absence of Magnetic Fluctuations in the Ferromagnetic/Topological Heterostructure EuS/Bi$_{2}$Se$_{3}$
拓扑绝缘体和铁磁体的异质结构为自旋电子学提供了新的机会，并为新颖的反常霍尔态提供了途径。在一种这样的结构中，最近观察到EuS/Bi $_{2}$ Se $_{3}$居里温度的显著提高。我们对一组类似的薄膜进行拉曼光谱，以研究磁性和晶格激发。界面应变通过其对Bi $_{2}$ Se $_{3}$声子模式的影响进行监测，而磁性系统通过EuS拉曼模式进行探测。尽管它的外观在裸EuS，异质结构缺乏相应的EuS拉曼信号。通过数值计算，排除了法布里-珀罗干涉对模的抑制作用。我们将EuS中没有磁信号归因于与Bi $_{2}$ Se $_{3}$的大电荷转移。这可以提供一个额外的途径来操纵拓扑异质结构的磁，光或电子响应。
2017-08-30 cond-mat.mes-hall
Gate-tunable anomalous Hall effect in a 3D topological insulator/2D magnet van der Waals heterostructure
我们展示了剥离的范德华材料的机械堆叠通过与相邻的磁体层的相互作用来控制三维拓扑绝缘体（TI）的拓扑表面状态的样品的优点。我们组装双层与原始界面使用剥离片的TI BiSbTeSe 2和磁铁Cr2 Ge 2 Te 6，从而避免了相互扩散，可以影响自上而下的沉积方法制成的接口所造成的问题。样品表现出异常的霍尔效应（AHE）与突然滞后开关。对于第一次在样品组成的TI和一个单独的铁磁层，我们证明了AHE的幅度可以通过栅极电压与狄拉克点附近的强峰调谐。这是由于Berry曲率与拓扑表面状态和面外取向磁体之间的相互作用引起的交换间隙相关的AHE预期的签名。
2022-06-06 cond-mat.mes-hall
Raman Spectroscopy, Photocatalytic Degradation and Stabilization of Atomically Thin Chromium Triiodide
作为一种具有磁性有序的二维铁磁半导体，原子级薄的三碘化铬是二维（2D）材料家族的最新成员。然而，基于CrI 3的器件和异质结构的现实探索是具有挑战性的，因为其在环境条件下的极端不稳定性。在这里，我们提出的CrI 3的拉曼特性，并证明，CrI 3的主要降解途径是光催化取代碘水。虽然Al 2 O3、PMMA和六方BN（hBN）的简单封装仅导致降解速率的适度降低，但最小化光暴露显著提高了稳定性，并且夹在hBN层之间的CrI 3片在空气中稳定>10天。通过监测降解过程中CrI 3/石墨烯异质结构的传输特性，我们表明，水铬溶液空穴掺杂石墨烯。
2018-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Superposition of intra- and inter-layer excitons in twistronic MoSe$_2$/WSe$_2$ bilayers probed by resonant Raman scattering
组装成双电子异质结构的二维材料的电子带的杂化使人们能够通过选择共振层间杂化的条件来调节其光电性质。共振层间杂化定性地改变了这种异质结构中的激子，将这些光学活性模式转化为层间和层内激子的叠加态。对于MoSe $_2$ /WSe $_2$异质结构，在WSe $_2$的自旋分裂价带中的空穴和MoSe $_2$的顶部价带中的空穴之间发生强杂化，特别是当两者结合到WSe $_2$的最低导带中的相同电子时。在这里，我们使用共振拉曼散射提供直接证据的激子的杂化在双电子MoSe $_2$ /WSe $_2$结构，通过观察特定的激子散射的声子在WSe $_2$和MoSe $_2$。我们还表明，共振拉曼散射光谱开辟了广泛的可能性，用于量化的层组成的叠加态的激子和层间杂化参数的异质结构的二维材料。
2020-10-05 cond-mat.mes-hall
Observation of interlayer phonon modes in van der Waals heterostructures
利用超低频拉曼光谱研究了单层过渡金属二硫属化合物（TMDs），特别是MoS 2/WSe 2和MoSe 2/MoS 2异质双层膜以及扭曲MoS 2双层膜的范德华异质结构的振动特性.我们发现了这些结构中两个无公度TMD单分子膜之间的层呼吸模式（LBM）振动产生的拉曼特征（在30 ~ 40 cm-1）。LBM拉曼强度与层间电荷转移引起的光致发光的抑制强烈相关。LBM仅在具有直接层-层接触和原子级清洁界面的双层区域中产生。它的频率也随两层之间的相对取向而系统地演变。我们的研究表明，LBM可以作为一个敏感的探针的界面环境和层间相互作用的范德瓦尔斯材料。
2014-10-15 cond-mat.mes-hall
Single-Crystalline Al/Ge Heterostructure with an Atomically Sharp Commensurate Interface
Beijing Academy of Quantum Information Sciences（北京量子信息科学研究院）；Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics and Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所、凝聚态物理国家实验室）；Peking University（北京大学）
通过分子束外延在Ge(111)上生长单晶Al(111)，实现原子级平坦锐利界面，采用7-Al/5-Ge共格外延关系将晶格失配从28.4%降至约0.1%，并优化生长参数获得超薄连续薄膜。
2026-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonon and Raman scattering of two-dimensional transition metal dichalcogenides from monolayer, multilayer to bulk material
二维（2D）过渡金属二硫属化物（TMD）纳米片具有显著的电学和光学性质。具有代表性的MoS $_2$、WS $_2$、WSe $_2$和MoSe $_2$ TMD的2D特征、相当大的带隙以及在合成、表征和器件制造方面的最新进展使得TMD在纳米电子学和光电子学中非常有吸引力。与石墨和石墨烯类似，2D TMD中每层内的原子通过共价键连接在一起，而范德华相互作用将层保持在一起。这使得2D TMD的物理和化学性质依赖于层。在这篇综述中，我们讨论了单层，多层和体TMD的基本晶格振动，包括高频光学声子，层间剪切和层呼吸声子，拉曼选择规则，声子的层数演化，多重声子副本，以及在布里渊区边缘的声子。拉曼光谱的广泛的能力，在调查的TMD的属性进行了讨论，如层间耦合，自旋轨道分裂，和外部扰动。层间振动模式用于快速和无衬底表征多层TMD的层数和探测TMD异质结构中的界面耦合。拉曼光谱在研究TMD纳米片方面的成功为其他二维晶体和相关范德华异质结构的实验铺平了道路。
2015-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Excited Rydberg States in TMD Heterostructures
过渡金属二硫属化物和其他范德华固体中库仑相互作用的函数形式对于它们的许多独特性质（例如强关联电子态、超导性和涌现铁磁性）是至关重要的。本文介绍了MoSe_2/WSe_2异质结中激子关键能级的测量。这些测量是从仅在激子的激发态处观察到的特定拉曼峰上的共振拉曼实验获得的。该数据用于验证这些结构中的库仑势模型，该模型预测激子能量在~5 meV /2.5%内。该模型用于确定异质结构形成对层的单粒子带隙的影响，并且在设计下一代更复杂的过渡金属二硫属化物结构中具有广泛的适用性。
2021-03-16 cond-mat.mes-hall
Properties of the low-frequency phonon spectra of ferroelectric barium titanate-based heterostructures
在80-700 K的宽温范围内研究了外延Ba_（0.5）Sr_（0.5）TiO_3薄膜、双色BaTiO_3/Ba_（0.5）Sr_（0.5）TiO_3超晶格和三色BaTiO_3/Ba_（0.5）Sr_（0.5）TiO_3/SrTiO_3超晶格的偏振拉曼光谱。基于极性模的温度依赖性，我们确定了所研究的异质结构的相变温度。在亚太赫兹频率范围的Y（XZ）Y光谱中，我们发现双色BaTiO 3/Ba0.5Sr0.5TiO3超晶格中存在Debye型中心峰和软模。
2019-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant enhancement in spin-to-charge conversion in Bi2Se3/NiFe heterostructure via interface engineering
Indian Institute of Technology Hyderabad（印度理工学院海得拉巴分校）；Indian Institute of Science Education and Research Bhopal（印度科学教育与研究学院博帕尔分校）
研究通过在Bi2Se3和NiFe之间插入Ti间隔层，抑制界面互扩散，使自旋霍尔角提高一个数量级，从而增强自旋-电荷转换效率。
2026-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spectroscopic Signatures of Nonlocal Interfacial Coupling in Superconducting FeSe/SrTiO3 Heterostructures
在SrTiO_3（STO）衬底上的单晶胞（1UC）FeSe薄膜的超导电性增强机制引起了人们极大的研究兴趣，但仍然难以捉摸。利用低温、电压门控拉曼光谱和低温价电子能量损失谱（VEELS）研究了STO上单层和少层FeSe薄膜的声子行为和界面电荷转移。拉曼测量揭示了双极软化的FeSe振动模式，模仿底层STO基板。我们将这种行为归因于STO对FeSe晶格动力学的界面耦合效应。这种界面耦合效应进一步支持本地电子有效质量增强，这是确定从FeSe/STO界面附近的FeSe VEELS光谱的红移。我们的工作揭示了可能的界面机制，有助于增强整个FeSe/STO界面的超导性，并进一步揭示了低温门控拉曼光谱和VEELS在澄清广泛的量子材料类别的潜力。
2019-08-15 cond-mat.mes-hall
Intersubband carrier scattering in n- and p-Si/SiGe quantum wells with diffuse interfaces
在二维Si/SiGe系统中的散射率计算通常被限制为在层之间的界面处的矩形Ge轮廓。然而，真实的接口，可能会表现出扩散的Ge分布，无论是通过设计或作为生长过程的限制。结果表明，在（100）和（111）n型量子阱中，合金无序散射随Ge互扩散而显著增加，而在（100）p型异质结构中几乎保持不变。它还表明，平滑的限制势导致子带能量和散射率的大的变化，并提出了一种方法来计算生长过程的公差。
2009-08-04 cond-mat.mes-hall
Dual Optical Marker Raman Characterization of Strained GaN-channels on AlN Using AlN/GaN/AlN Quantum Wells and 15N Isotopes
这项工作表明，嵌入在AlN基质中的高应变GAN量子阱与受控的氮同位素浓度的组合能够实现拉曼光谱的双标记方法。通过结合这些技术，我们证明了在研究垂直方向上的应变的有效性。这种技术将能够精确探测异质结构中掩埋有源层的特性，并且可以在未来扩展到垂直器件，例如用于光发射器和电力电子器件的垂直器件。
2015-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Visualizing Van der Waals Epitaxial Growth of Two-Dimensional Heterostructures
了解二维范德华异质结的生长机制对于探索其功能和器件应用具有重要意义。采用物理气相沉积和光学显微镜/拉曼光谱相结合的方法，研究了二维vdW异质结构的动态生长过程。这使我们能够识别一种新的生长模式，其生长速率和形态与传统的线性生长模式明显不同。我们提出了一个模型，解释了形态的差异，并考虑到表面扩散的作用，量化的两种模式的增长率。我们系统地研究了一系列的材料组合，包括CdI 2/WS 2，CdI 2/MoS 2，CdI 2/WSe 2，PbI 2/WS 2，PbI 2/MoS 2，PbI 2/WSe 2和Bi 2Se 3/WS 2。这些发现可以推广到许多其他二维异质结构的合成与控制的形态和物理性能，有利于未来的设备应用。
2021-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Raman and Far Infrared Synchrotron Nanospectroscopy of Layered Crystalline Talc: Vibrational Properties, Interlayer Coupling and Symmetry Crossover
滑石粉是一种绝缘层状材料，在环境条件下稳定，具有高质量的基底解理，这是其在范德华异质结构中使用的主要优势。在这里，我们使用近场同步辐射红外纳米光谱，拉曼光谱，和第一性原理计算调查的结构和振动特性的滑石晶体，从单层到散装，在300-750 cm-1和<60 cm-1的光谱窗口。我们观察到从单层到双层滑石样品的对称交叉，归因于相邻层的堆叠。滑石的面内晶格参数和层内模式的频率显示弱依赖性与层数，与弱层间相互作用一致。另一方面，滑石的低频（<60 cm-1）刚性层（层间）模式适合于识别滑石样品中的层数，除了揭示在层间力常数和相关的单晶弹性刚度中的强的面内和面外各向异性。滑石的剪切和呼吸力常数分别比石墨低66%和28%，使滑石成为一种易于剥离的优良润滑剂。我们的研究结果拓宽了对滑石在纳米尺度下的结构和振动性质的理解，并为未来的纳米异质结构应用提供了指导。
2023-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The effect of the substrate on the Raman and photoluminescence emission of single layer MoS2
我们定量研究了单层二硫化钼（MoS 2）在电介质（SiO2、六方氮化硼、云母和聚合物电介质凝胶膜）和导电基底（Au和少层石墨烯）上的拉曼和光致发光（PL）发射。我们发现，衬底可以影响拉曼和PL发射在一个双重的方式。首先，吸收和发射强度被不同衬底内的相长/相消干涉强烈调制。第二，A1 g拉曼模式峰的位置和PL光谱中的中性和带电激子之间的光谱权重被衬底修改。我们将这种效应归因于衬底诱导的掺杂水平和激子跃迁的衰减速率的变化。我们的研究结果提供了一种方法来定量研究的Raman和PL发射从二硫化钼为基础的垂直异质结构，并代表在ad-hoc调谐PL发射的1 L二硫化钼通过选择合适的衬底的第一步。
2013-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Resonant Raman scattering of surface phonon polaritons mediated by excitons in WSe$_2$ films
本研究通过低温共振拉曼光谱研究 hBN/WSe2 异质结构中激子介导的表面声子极化激元，发现信号带宽依赖 hBN 厚度，并用转移矩阵模拟解释，同时证明 SiO2 的 SPhP 也可由 WSe2 介导。
2024-02-06 cond-mat.mes-hall
Tailoring the defects and electronic band structure in WS2/h-BN heterostructure
本研究通过构建WS2/h-BN异质结构，利用层间耦合调控缺陷相关电子态和晶格动力学，实现缺陷工程，为光电子器件性能优化提供新途径。
2023-11-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unexpected Electron Transport Suppression in a Heterostructures Graphene MoS2 Multiple Field-Effect Transistor Architecture
我们展示了石墨烯-MoS 2架构集成多个场效应晶体管，我们独立地探测和关联的导电性能的范德华耦合石墨烯-MoS 2接触的MoS 2通道。器件的制造从高质量的单晶单层化学气相沉积生长和扫描拉曼和光致发光光谱的特点。将二硫化钼的跨导曲线与石墨烯接触条纹的电流-电压特性进行比较，揭示了对MoS 2曲线的n侧上的传输的显著抑制。基于从头算建模，该效应被理解为硫空位的捕获，这与直觉相反地取决于场效应，即使石墨烯接触层位于背栅和MoS 2沟道之间。
2022-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Benchmarking the integration of hexagonal boron nitride crystals and thin films into graphene-based van der Waals heterostructures
本研究提出一种结合氮化硼材料表征与其上石墨烯电子性能评估的基准测试方案，验证了hBN激子寿命与石墨烯迁移率的关联，指出石墨烯拉曼2D线宽可作为评估BN衬底界面质量的通用关键指标。
2024-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Investigation on Thermal Stability of Epi-GeSn Directly on Si (001)
Indian Institute of Technology Gandhinagar（印度甘地纳加尔理工学院）
该研究通过HRXRD、拉曼光谱等表征，明确直接GeSn/Si异质结构的热稳定性由初始缺陷结构决定，为GeSn基光电器件制备提供了关键设计规则。
2026-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Arrayed van der Waals Vertical Heterostructures based on 2D GaSe Grown by Molecular Beam Epitaxy
垂直堆叠二维（2D）材料能够设计新颖的电子和光电子器件并实现复杂的功能。然而，在晶片级制造这种具有原子级尖锐界面的人工异质结构提出了前所未有的挑战。在这里，我们展示了一个方便和可控的方法，用于生产晶圆级的二维硒化镓薄膜的分子束外延。原位反射高能电子衍射振荡和拉曼光谱揭示了一种逐层范德华外延生长模式。基于少层GaSe/Si结构制备了高效率的光电探测器阵列。这些光电二极管表现出稳定的整流特性和23.6%的相对较高的外量子效率。由此产生的光响应是超快和鲁棒的，响应时间为60 us。重要的是，该器件在100万次操作循环后没有显示出退化迹象。我们的研究建立了一种新的方法来生产可控的，鲁棒的和大面积的二维异质结构，并提出了进一步的实际应用的关键一步。
2016-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Absorption and emission modulation in MoS2-GaN (0001) heterostructure by interface phonon-exciton coupling
基于层状二维过渡金属二硫属化物（TMD）与氮化镓（GAN）界面的半导体异质结构是实现宽带光发射器和吸收器的优良材料系统。极性半导体如GAN的表面性质由界面声子控制，因此垂直异质结构的光学性质强烈依赖于界面激子-声子耦合。在单层MoS 2-GAN（0001）异质结构中，由于界面声子与光生载流子的耦合，观察到异质结构中不同拉曼模式的起源和激活。这种耦合强烈地影响了MoS 2的非平衡吸收特性和两种半导体的发射特性。采用密度泛函理论（DFT）计算了界面的能带排列，发现界面为I型异质结构。MoS 2在K点处的带间跃迁的光激发强烈地调制MoS 2中的C激子带。GAN的吸收带和发射带与MoS 2的吸收带的重叠引起了能量和电荷在界面上的转移，并在Γ点处产生光激发。利用瞬态光抽运-探测光谱技术，在GAN衬底上的MoS 2中观察到激子吸收态的强调制。载流子与声子和缺陷态的相互作用导致了GAN衬底上MoS 2发光的增强和蓝移。我们的研究结果表明，声子和载流子之间的界面耦合的光学和电子应用的发展的相关性。
2019-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interfacial Charge Transfer Driven Enhanced Transport and Thermal Stability in Graphene-MoS2 Vertical Heterostructure Field-Effect Transistors
Institute of Physics, Bhubaneswar（印度巴布内斯瓦尔物理研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立研究所）；KIIT Deemed to be University（KIIT被视为大学）；Sambalpur University（桑巴尔普尔大学）
研究通过界面电荷转移增强石墨烯-MoS2垂直异质结场效应晶体管的传输性能和热稳定性，发现异质结构在高温下表现出更稳定的电导率和更高的迁移率。
2026-03-20 cond-mat.mes-hall
Electron-beam-induced Contactless Manipulation of Interlayer Twist in van der Waals Heterostructures
Polytechnic University of Turin（都灵理工大学）；Empa, Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology（瑞士联邦材料科学与技术研究所）；Italian Institute of Technology（意大利理工学院）；University of Cagliari（卡利亚里大学）
本研究通过电子束诱导电荷注入实现了对范德瓦尔斯异质结构层间扭角的无接触操控，利用界面电场产生静电扭矩并诱导角位移。
2025-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Giant Shear Displacement by Light-Induced Raman Force in Bilayer Graphene
范德华层状材料中剪切声子的相干激发是一种非破坏性的机制，可以微调系统的电子态。我们发展了位移喇曼力的图解理论，并将其应用于剪切声子的动力学。我们得到了一个整流拉曼力密度在双层石墨烯的顺序${\cal F}\sim 10{\rm nN/nm^2}$导致一个巨大的剪切位移$Q_0 \sim 50$ pm的强红外激光。我们讨论了圆形和线性位移拉曼力。我们发现，激光频率和偏振可以有效地调谐$Q_0$在不同的电子掺杂，温度和散射率。我们发现，有限的$Q_0$诱导狄拉克交叉对的低能量色散，光电子能谱可以探测。我们的研究结果为模拟和分析激光对层状材料异质结构中堆垛有序的相干调控提供了一条系统的途径。
2022-04-17 cond-mat.mes-hall
Interlayer Exciton-Phonon Bound State in Bi2Se3/monolayer WS2 van der Waals Heterostructures
组装二维（2D）材料层以形成范德华异质结构排列的能力为材料设计和合成提供了重要的机会。层间的相互作用提供了一条通往新属性和功能的道路，理解这种相互作用对于实现这一目标至关重要。在这里，我们报告形成层间激子-声子束缚态的Bi 2Se 3/WS 2异质结构，其中Bi 2Se 3 A1（3）表面声子，一种模式，特别容易受到电子-声子耦合，是印记到激子发射的WS 2。激子-声子束缚态（或激子-声子准粒子）呈现为叠加在WS 2激子光致发光光谱上的均匀分离的峰，其周期性间距对应于A1（3）表面声子能量。Bi 2Se 3的低温偏振拉曼光谱揭示了强烈的表面声子和局部对称性破缺，这使得A1（3）表面声子以其他禁止的散射几何形状出现。我们的工作推进了复杂的层间范德华相互作用的知识，并促进了将不同材料的独特传输和光学特性结合到一个设备中的技术，用于可能的自旋电子学，谷电子学和量子计算应用。
2023-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Unusual Exciton-Phonon Interactions at van der Waals Engineered Interfaces
拉曼散射是光与物质相互作用中普遍存在的现象，它揭示了材料的电子，结构和热性质。控制这一过程将使研究和操纵基本材料特性的新方法成为可能。在这里，我们报告了一种新的拉曼散射过程中，在不同的范德华（vdW）材料之间的界面，以及单层半导体和3D晶体衬底之间。我们发现，接口WSe 2单层材料，如SiO2，蓝宝石，和六方氮化硼（hBN），使拉曼跃迁的声子，传统上是不活跃或弱。当外来声子模式直接或经由来自WSe 2的A '1光学声子共振耦合到WSe 2中的A激子时，这种拉曼散射可以被放大近两个数量级。我们进一步表明，界面拉曼散射是不同的hBN封装和hBN夹WSe 2样品的几何形状。这种跨平台的电子-声子耦合，以及2D激子对其声子环境的敏感性，将证明在基于vdW异质结构的光电子器件的理解和工程中是重要的。
2017-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Raman spectroscopy and strain mapping in individual Ge-SixGe1-x core-shell nanowires
由于核/壳界面的晶格失配，核-壳Ge-SixGe 1-x纳米线（NW）预计将包含大的应变场。在这里，我们报告的核心应变的测量在NW异质结构使用拉曼光谱。我们比较了拉曼光谱，并在个别Ge-Si 0. 5Ge 0.5核壳，裸锗纳米线测量的Ge-Ge模式的频率。我们发现，Ge-Ge模式的频率是直径无关的GeNW与散装锗，300.5 cm-1的值类似。另一方面，Ge-Si 0. 5Ge 0.5核壳纳米线显示应变诱导的Ge-Ge模式的蓝移，依赖于相对核和壳厚度。利用晶格动力学理论，我们确定在Ge核心的应变，并表明，结果是在良好的协议使用连续弹性模型计算值。
2012-07-03 cond-mat.mes-hall
Single- and narrow-line photoluminescence in a boron nitride-supported MoSe$_2$/graphene heterostructure
由范德华材料制成的异质结构提供了一个模板，以研究原子级尖锐的异质界面的邻近效应。特别是，近场电荷和能量转移的异质结构由半导体过渡金属二硫属化物（TMD）已吸引了兴趣，设计模型的2D“施主-受主”系统和新的光电元件。在这里，使用拉曼散射和光致发光光谱，我们报告了一个全面的表征的二硒化钼（MoSe $_2$）单层沉积到六方氮化硼（hBN）和覆盖的单层和双层石墨烯。与原子级平坦的hBN衬底一起，单个石墨烯外延层足以钝化MoSe $_2$层并提供均匀的环境，而不需要额外的覆盖层。结果，我们没有观察到光诱导掺杂在我们的异质结构和MoSe $_2$激子线宽得到窄至1.6 meV，因此接近均匀的极限。半金属石墨烯层中和2D半导体，并实现皮秒非辐射能量转移，其猝灭来自长寿命状态的辐射复合。因此，来自中性带边激子的发射在很大程度上主导MoSe $_2$ /石墨烯异质结构的光致发光光谱。由于该激子在低温下具有皮秒辐射寿命，与能量转移时间相当，因此在单层和双层石墨烯的存在下，其低温光致发光仅分别被$3.3 \pm 1$和$4.4 \pm 1$的因子淬灭。最后，虽然我们的裸MoSe $_2$ hBN表现出可忽略不计的谷极化在低温和近共振激发下，我们表明，接口MoSe $_2$与石墨烯产生一个单线发射器的谷极化和相干度高达$\sim 15\,\%$。
2021-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic electron gas in a hyperbolic van der Waals material
Centre for Nano Science and Technology, Fondazione Istituto Italiano di Tecnologia（意大利理工学院纳米科学技术中心）
研究发现二氯钼（MoOCl2）作为首个自然双曲材料，通过角分辨极化拉曼研究揭示了其各向异性电子气与声子的相干耦合特性。
2026-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Non-linear Optical Response Of Graphene Near Phonon Resonances
本文利用相干反斯托克斯拉曼光谱研究了石墨烯、六方氮化硼及其异质结构的三阶非线性光学性质。当两个输入场的能量差与声子能量相匹配时，如通常所预期的，h-BN中的反斯托克斯发射强度增强，而对于石墨烯，观察到异常降低。这种行为可以用电子连续谱和离散声子态之间的q耦合来理解。我们还测量了石墨烯/h-BN异质结构，并证明石墨烯中的异常效应主导异质结构的光学响应。
2017-01-31 cond-mat.mes-hall
Heterointerface effects on lithium-induced phase transitions in intercalated MoS2
近十年来，人们详细研究了MoS2从半导体2H到半金属1T '相的嵌入诱导相变;然而，MoS2与其他二维（2D）晶体之间的异质界面对相变的影响在很大程度上被忽视了。在这里，从头计算表明，在MoS2-六方氮化硼（hBN）界面处插入Li使MoS2的1T相比2H相稳定约100 mJ m-2，这表明用hBN封装MoS2可以降低插入诱导的相变所需的电化学能。然而，原位拉曼光谱的hBN-MoS2-hBN异质结构在电化学嵌入Li+的过程中表明，相变发生在相同的施加电压的异质结构作为裸MoS2。我们假设，预测的热力学稳定的1T '-MoS2-hBN界面抵消的异质界面的空间位阻施加的相变的能量障碍。相变发生在较低的施加电压加热的异质结构，这支持了我们的假设。我们的研究强调了二维异质结构的界面效应可以超越调制电性能，并可以修改电化学和相变行为。
2020-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unveiling Davydov-Split Excitons in a Template-Engineered Molecular-Graphene Heterostructure
Charles University（查理大学）；CEITEC - Central European Institute of Technology, Brno University of Technology（中欧技术研究所，布尔诺理工大学）；Masaryk University（马萨里克大学）
本研究通过模板工程分子-石墨烯异质结构揭示达维多夫分裂激子，利用高灵敏度光谱技术解析复杂振动能级，发现暗态分支主导辐射通道，为固态分子量子记忆发展提供新平台。
2026-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Photo-degradation Protection in 2D In-Plane Heterostructures Revealed by Hyperspectral Nanoimaging: the Role of Nano-Interface 2D Alloys
单层异质结具有惊人的准粒子特性和多体相互作用效应，具有广泛的应用前景。然而，它们的性质可以被本征和非本征缺陷改变，从而降低了它们的适用性。因此，使用先进的多模态成像技术识别缺陷并了解2D材料随时间的退化以及通过内置界面保护稳定退化至关重要。在这里，我们实现了一个液相前体的方法来合成2D在平面MoS 2-WS 2异质结构，表现出纳米级合金界面和地图异国情调的界面效应在光降解过程中使用的高光谱尖端增强的光致发光，拉曼光谱和近场纳米显微镜的新组合。令人惊讶的是，2D合金化区域表现出显著的热和光降解稳定性，提供了抗氧化保护。结合表面和界面应变，2D合金区域产生局部势阱，其经由载流子泛函效应集中激子物质。这些结果提供了一个清晰的理解的重要性，2D合金作为系统能够承受随着时间的推移退化的影响，现在可以用来稳定基于2D材料的光电子器件。
2020-05-22 cond-mat.mes-hall
Efficacy of Boron Nitride Encapsulation against Plasma-Processing in van der Waals Heterostructures
二维（2D）过渡金属二硫属化合物（TMDC）在光学、电子学、催化和储能等领域的应用是研究热点。当封装在无电荷无序的环境中时，它们的光学和电子性质可以显著增强。由于六方氮化硼（h-BN）是原子级薄，高度结晶，是一种强绝缘体，它是最常用的二维材料封装和钝化TMDC之一。在这份报告中，我们研究了如何在半导体器件制造和后处理过程中经常使用的高能氩等离子体中，BH-BN屏蔽底层MoS 2 TMDC层。像差校正扫描透射电子显微镜用于分析缺陷形成的h-BN和二硫化钼层，这些观察结果与拉曼和光致发光光谱。我们的研究结果强调，h-BN是短等离子体暴露（< 30秒）的有效屏障，但对于较长的暴露无效，这导致底层MoS 2中的广泛的撞击损伤和非晶化。
2020-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Heat dissipation in few-layer MoS2 and MoS2/hBN heterostructure
国家的最先进的制造和表征技术已被用来测量悬浮，单晶二硫化钼和二硫化钼/hBN异质结构的热导率。使用双激光拉曼散射测温结合实时测量的吸收激光功率，这使我们能够确定的热导率没有任何假设。对厚度为5和14的MoS 2层的测量显示出在12和24 Wm-1 K-1之间的范围内的热导率。此外，在确定所选MoS 2样品的热导率之后，将hBN薄片转移到其上，随后测量异质结构的有效热导率。值得注意的是，尽管hBN层的厚度不到MoS 2层厚度的三分之一，但异质结构的热导率几乎增加了八倍，能够消散超过10倍的激光功率，而没有任何明显的损坏迹象。这些结果与MoS 2和hBN之间的高热界面传导性以及由hBN驱动的有效面内热扩散一致。事实上，我们估计G 70 MWm-2K-1，这是显着高于以前报道的值。因此，我们的工作表明，在潜在的基于MoS 2的器件中插入hBN层有望实现有效的热管理。
2021-07-14 cond-mat.mes-hall
In situ engineering hexagonal boron nitride in van der Waals heterostructures with selective SF6 etching
本文提出温和选择性 SF6 刻蚀及前后处理工艺，可原位打开并图形化范德华异质结顶部 hBN，同时保持石墨烯的原子级平整表面与高迁移率等优异电子性能。
2025-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalies in G and 2D Raman Modes of Twisted Bilayer Graphene Near the Magic Angle
本研究利用微拉曼光谱发现魔角附近扭曲双层石墨烯因莫尔势诱导声子杂化导致G模式分裂及线宽展宽，且变温测量揭示其声子非简谐性显著增强，有助于理解该系统的热学性质。
2025-06-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Manipulating Spin-Lattice Coupling in Layered Magnetic Topological Insulator Heterostructure $via$ Interface Engineering
Indian Association for the Cultivation of Science（印度科学文化研究所）；University of Maine（缅因大学）；Bose Institute（博斯研究所）；UGC-DAE Consortium for Scientific Research, Indore Centre（UGC-DAE科学研究联盟印多尔中心）
通过构建Bi₂Te₃/FePS₃范德华异质结构，利用拉曼光谱和Ginzburg-Landau理论揭示了界面自旋-晶格耦合诱导的磁弹性模式，并通过六方氮化硼插入层实现了耦合的可逆调控。
2024-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Layer-Dependent Interfacial Coupling and Exciton Pinning in WSe2/Graphene Heterostructures
Empa – Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology（瑞士联邦材料科技研究所）；University of Basel（巴塞尔大学）；Swiss Nanoscience Institute, University of Basel（巴塞尔大学瑞士纳米科学研究所）；The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）
本研究探究WSe2/石墨烯异质结构的界面相互作用，发现WSe2在石墨烯上的激子能量受电子屏蔽和压缩应变钉扎，石墨烯可作为调控激子性质的活性界面。
2026-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Low-frequency Raman scattering in WSe$_2$-MoSe$_2$ heterobilayers: Evidence for atomic reconstruction
我们用低频拉曼散射研究了WSePDMATHABMM-MoSePDMATHABMM异质双层膜，两层之间具有不同的扭转角$θ\pm δ$。在具有$θ=0^\circ$或$θ=60^\circ$和$δ\lesssim 3^\circ$的充分对齐的样品中，我们观察到层间剪切模式（ISM），其是相称双层结构的明显标志，即，这些层必须经历原子重构以形成R型或H型堆叠顺序。我们发现H型和R型重建的ISM能量分别约为18~cm $^{-1}$和17~cm $^{-1}$，与$θ\pm δ$的精确值无关。我们的研究结果得到证实的事实是，ISM中没有观察到的扭曲角，偏离$δ> 3^\circ$从$0^\circ$或$60^\circ$的样品。这是预期的，因为在这样的无公度结构中，由于莫尔$\acute{\text{e}}$ -晶格形成的可能性，不存在用于ISM的恢复力。此外，我们观察到ISM，即使在充分对齐的异质双层，这是封装在六方氮化硼。这对于高质量异质结构器件的表征特别相关。
2020-04-29 cond-mat.mes-hall
Infrared-to-violet tunable optical activity in atomic films of GaSe, InSe, and their heterostructures
二维半导体-具有共价层内键合和层间弱（范德华或四极）耦合的材料原子层-是一类具有巨大光电应用潜力的新材料。其中，后过渡金属硫族化物（PTMC），InSe和GaSe现在占据了特殊的位置。最近已经发现，与厚的多层晶体相比，InSe的2D晶体中的带隙在单层中增加一倍以上，而导带电子的高迁移率由其轻的面内质量促进。在这里，我们使用拉曼和PL测量封装的几层样品，加上精确的原子力和透射电子显微镜结构表征，揭示新的光学性能的原子薄的GaSe保存hBN封装。我们观察到的带隙补充了由InSe膜提供的光谱范围，使得这两种几乎晶格匹配的PTMC膜及其异质结构的光学活性密集地覆盖了从紫色到红外的光子光谱。我们证明了后者的实现的第一次观察层间激子光致发光在几层InSe-GaSe异质结构。空间间接跃迁在k空间中是直接的，因此是明亮的，而它的能量可以通过层数在很宽的范围内调节。
2018-10-03 cond-mat.mes-hall
The Interlayer Shear Modes in Twisted Multi-layer Graphenes: Interlayer coupling, Davydov Splitting and Intensity Resonance
石墨烯和其他二维晶体可以组合形成各种混合物和异质结构，根据需要制造材料，其中界面处的层间耦合导致与其成分相比改变的物理性质。在这里，通过测量剪切模式的拉曼光谱，我们探测两个人工堆叠的少层石墨烯之间的界面处的耦合相对于彼此旋转。两个界面层之间的层间耦合强度仅为Bernal层间耦合强度的20%。然而，这种弱耦合表现在由两个等效石墨烯多层组成的系统中的剪切模式频率的Davydov分裂中，以及由于在能带结构中的导带和价带之间具有若干光学允许的电子跃迁的光学共振而导致的剪切模式的强度增强中。这项研究为深入理解二维杂化和异质结构的界面耦合奠定了基础。
2014-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Plasmonic nanocavity-enabled universal detection of layer-breathing vibrations in two-dimensional materials
Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences（中国科学院半导体研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Xiamen University（厦门大学）
利用等离子体纳米腔增强拉曼光谱，实现对二维材料层间呼吸振动的通用检测，揭示了界面极化调制与局部场增强的协同作用。
2026-01-19 cond-mat.mes-hall
