Confinement Effect Driven Quantum Spin Hall Effect in Monolayer AuTe2Cl
基于第一性原理计算，我们预测单层AuTe 2Cl是一个量子自旋霍尔（QSH）绝缘体，其拓扑带隙约为10 meV。AuTe_2Cl是一种三维拓扑半金属，可以看作是沿b轴方向的单层堆积。通过对Te原子体材料和单层材料p轨道能级分布的研究，发现束缚效应驱动的p_y^-和p_z^+带反转是单层材料拓扑非平凡性的原因。由于3D块体AuTe 2Cl已经实验合成，我们预计，单层AuTe 2Cl可以从块体样品剥离和预测的QSH效应可以观察到。
2019-09-28 cond-mat.mtrl-sci
DFT study of structural, electronic and optical properties of 2D MgO monolayer under bi-axial mechanical strain
本文基于第一性原理计算，研究了双轴机械应变下二维MgO单层的结构、电子和光学性质，发现其保持间接带隙半导体特性并准确定量了各项光学参数。
2024-05-30 cond-mat.mtrl-sci
Spin- and valley- coupled electronic states in monolayer WSe2 on bilayer graphene
我们通过外延生长在双层石墨烯上制备了高质量的单层WSe2薄膜，并通过自旋和角度分辨光电子能谱揭示了其电子态。我们观察到一个直接的能隙在布里渊区的角落相比，间接性质的差距，在散装WSe 2，这是由于缺乏层间相互作用和破坏的空间反转对称性的单层膜。一个巨大的自旋分裂约0.5 eV，这是已知的单层过渡金属二硫属化物中最大的，观察到的能带附近的区角。目前的研究结果表明，高潜在的适用性WSe 2开发先进的设备的基础上与自旋和谷自由度的耦合。
2015-08-06 cond-mat.mtrl-sci
Interplay between magnetic, electronic and vibrational effects in monolayer Mn_3O_4 grown on Pd(100)
的表面稳定的MnO（100）样单层，其特征在于由一个规则的c（4x2）分布的Mn空位，研究了混合泛函和讨论的光可用的扫描隧道显微镜和高分辨率电子能量损失谱数据。我们表明，使用混合泛函是至关重要的磁相互作用，电子本地化，结构扭曲和表面声子的混合性质。所提出的Pd（100）负载Mn3O4结构与文献报道的实验结果具有很好的一致性。
2009-02-11 cond-mat.mtrl-sci
Spin-polarized triplet excitonic insulators in Ta3X8 (X=I, Br) monolayers
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）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Department of Physics, Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学物理系）
研究发现Ta3X8单层是自旋极化三重态激子绝缘体，通过GW+BSE计算揭示其强激子不稳定性及三重态特性。
2025-06-23 cond-mat.mtrl-sci
Nature of 2D XY antiferromagnetism in a van der Waals monolayer
研究发现单层NiPS3表现出两种磁相变，低温相由六边形磁各向异性主导，与理论模型预测一致。
2025-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial binding and strain effects of monolayer stanene on the Al$_{2}$O$_{3}$(0001) surface
锡烯是锡的二维单层结构，由于其大的自旋-轨道相互作用，被预测为二维拓扑绝缘体。然而，一个明确的实验证明的锡烯的拓扑非平凡的性质已经逃避观察，部分原因是因为难以选择一个基板上的锡烯将保持拓扑非平凡的。在本文中，我们提出了第一性原理密度泛函理论（DFT）计算的外延单层锡烯生长在（0001）表面的氧化铝，Al $_{2}$ O $_{3}$，以及独立的装饰锡烯下的应变。通过描述单层锡烯如何与氧化铝结合的能量学和性质，我们展示了单层相干应变和外延到衬底的强大能量驱动。通过分析应变锡烯的电子结构，发现它是Al $_{2}$ O $_{3}$上的量子自旋霍尔绝缘体。我们还描述了\emph{in situ}氟装饰上的绑定锡烯单层，包括其潜在的机械剥离的效果。
2022-01-26 cond-mat.mtrl-sci
Optoelectronic Properties and Excitons in Hybridized Boron Nitride and Graphene Hexagonal Monolayers
本文用密度泛函理论、GW和Bethe-Salpeter方程计算解释了碳-硼氮化物（CBN）杂化单分子膜的电子带隙和光吸收谱的性质。CBN的光电性能的结果从整体单层能带结构，其准粒子状态的控制由C域的大小和谎言在单独的能量为C和BN没有显着的混合在带边，证实了存在强烈的约束明亮的激子状态本地化的C域。由此产生的吸收光谱显示出两个显着的峰，其能量和相对强度随组合物在协议的实验，与大的补偿准粒子和激子修正相比，DFT计算。带隙和光吸收不受单层组合物调节，通常用于大块半导体合金，并且不能被理解为块状C和BN域的性质的叠加，如最近的实验所建议的。
2012-04-06 cond-mat.mtrl-sci
Valley engineering electron-hole liquids in TMDC monolayers
电子空穴液体（EHLs），一种物质的相关态和热力学液体，最近被发现在室温下存在于MoS2的悬浮单层中。与自由激子相比，液体内部的辐射复合速率明显更高，这为诸如宽带激光之类的光电应用带来了希望。在本文中，我们表明，利用MoS2中的谷物理可能是实现EHL的特定特性（如发射波长，线宽，最重要的是，液体密度）的可调谐性的途径。在体半导体以及TMDC单层中形成EHL的条件是相当严格的，需要体半导体中的高晶体纯度和低温温度，以及单层中的悬浮液。使用一个简单而强大的模型来描述自由激子，并表明在衬底支撑的单层样品中，到EHL状态的相变可能是可行的。更多可重复的实验实现的EHL可能是必不可少的回答问题的性质的电子空穴相关性，以及它们如何可能被用来产生非平凡的光的状态。
2022-03-21 cond-mat.mtrl-sci
Electronic and Excitonic Properties of MSi2Z4 Monolayers
MA 2 Z4单层形成了一类新的六方非中心对称材料，具有非凡的自旋谷物理学。虽然最近只合成了两种化合物（MoSi 2N 4和WSi 2N 4），但理论预测了这种二维材料的全新家族的有趣（光）电子特性。本文从第一性原理出发，研究了MSi_2 Z_4（M = Mo，W; Z = N，P，As，Sb）化合物的带隙和能带的自旋轨道分裂的化学趋势。有效的Bethe-Salpeter方程为基础的计算显示高激子结合能。外磁场下的激子能量的演化预测提供其有效的g因子和抗磁性系数，这可以直接与实验值进行比较。特别是，大的积极的g-因子预测涉及更高的导带的激子。鉴于这些预测，MSi 2 Z 4单层产生了一个新的平台来研究激子，并有吸引力的光电子器件，也在异质结构的形式。此外，自旋轨道诱导带反转观察到最重的研究化合物，WSi 2Sb 4，其拓扑性质的标志。
2022-10-19 cond-mat.mtrl-sci
Experimental observations indicating the topological nature of the edge states on HfTe5
具有大能隙的二维拓扑绝缘体的拓扑边缘态为无耗散电流传输提供了理想的导电通道。过渡金属碲化物XTe_5（X=Zr，Hf）是一种大禁带二维拓扑绝缘体，其体绝缘带隙和带隙内边缘态的实验观测已被报道，但这些边缘态的拓扑性质仍有待进一步阐明.在这里，我们报告我们的低温扫描隧道显微镜/光谱研究HfTe 5单晶。我们证明了一个完整的能隙的~80毫电子伏附近的费米能级的HfTe 5的表面单层，这样的绝缘能隙得到填充有限的能量状态时，在单层台阶边缘测量。值得注意的是，这样的状态是不存在的一个单位细胞宽度的一个狭窄的单层带的边缘，但坚持在两个步骤边缘的一个单位细胞宽的单层槽。这些实验观察强烈表明，HfTe 5单层的边缘状态不是平凡的平移对称性破缺引起的，而是拓扑性质的2D非平凡的体属性保护。
2020-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coexistence of intrinsic piezoelectricity and nontrivial band topology in monolayer InXO (X=Se and Te)
二维材料中压电性与其他独特性质（如拓扑绝缘相和内禀铁磁性）的结合是非常值得深入研究的。本文采用密度泛函理论（DFT）研究了二维拓扑绝缘体InXO（X = Se和Te）的压电性质。预测了大的压电应变系数（例如，对于InSeO，$d_{11}$ =-13.02 pm/V;对于InTeO，$d_{11}$ =-9.64 pm/V），这与许多其他熟悉的2D材料的压电应变系数相当，甚至更高。此外，我们提出了两种策略，以提高单层InXO（X=Se和Te）的压电响应。首先，施加双轴应变（0.94-1.06），在1.06应变下，单层InSeO/InTeO的$d_{11}$（绝对值）增加了53%/56%，这是由于$e_{11}$（绝对值）增加和$C_{11}-C_{12}$减少所致。在所考虑的应变范围内，InXO（X=Se和Te）单层膜始终是二维拓扑绝缘体，这证实了压电性和非平凡能带拓扑的共存。其次，通过用Te/Se原子取代InSeO/InTeO单层中的Se/Te原子层，设计了动力学和机械稳定的Janus单层$\mathrm{In_2SeTeO_2}$。更令人兴奋的是，Janus单层$\mathrm{In_2SeTeO_2}$也是一个2D拓扑绝缘体与相当大的体积间隙高达0.158 eV，确认共存的内在压电性和拓扑性质。计算的$d_{11}$为-9.9 pm/V，其在InSeO和InTeO单层的中间。
2021-01-28 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetism and correlated insulating states in monolayer Mo33Te56
本研究实验制备出具有笼目晶格结构的单层Mo33Te56新相，观测到平带部分填充诱发的铁磁性与15meV硬能隙的关联绝缘态，为平带物理研究提供了更优的二维材料体系。
2024-07-14 cond-mat.mtrl-sci
Effects of the Substitutions and Vacany Defects on the Stable monolayer structures of Black and Blue Arsenic Phosphorus: A First Principles Study
采用密度泛函理论中的第一性原理平面波方法，在广义梯度近似下研究了砷磷（AsP）的二维单层结构.砷磷的两种结构被称为屈曲（B-AsP）和褶皱（Pu-AsP）。从我们的数值计算，我们预测了优化状态的单层屈曲和起皱蜂窝状同素异形体的AsP。我们表明，屈曲和起皱的砷磷是半导体单层带隙能量分别为1.858 eV和0.924 eV。特别地，我们发现褶皱单分子膜具有直接带隙。此外，我们还研究了砷磷晶体中单空位、双空位、反位和置换等点缺陷的电子和磁性。我们的结论是，AsP单分子膜可以达到磁状态的空位和半导体性质可以变成金属的各种缺陷类型。在所考虑的系统中，B-AsP的带隙也可以从金属特性调谐到1.858 eV，并且对于Pu-AsP，从金属调谐到0.924 eV，这些范围对于雷达和大气应用特别重要。
2016-09-29 cond-mat.mtrl-sci
Substrate-induced antiferromagnetism of an Fe monolayer on the Ir(001) surface
我们对铱的面心立方（001）表面上的铁单分子层的结构和磁稳定性进行了详细的从头计算研究。Fe-单层有很强的倾向，以反铁磁真正放松的几何形状。相反，非弛豫的Fe/Ir（001）样品具有铁磁基态。因此，通过减少Fe-Ir层间距来稳定反铁磁性，这与最近实验观察到的Fe/W（001）系统的反铁磁性形成鲜明对比，该系统也存在于理想的体截短的非弛豫几何结构中。计算的Fe/Ir（001）层弛豫与最近的LEED实验数据相当吻合。目前的研究中心周围的Fe-overlayer的Fe原子之间的对交换相互作用的Fe/Ir层间距离的函数，这使得详细了解的Fe/Ir（001）覆盖层的反铁磁性的评价。此外，我们的计算表明，真正的基态的性质可能是更复杂的，并显示一个自旋螺旋状，而不是一个c（2 × 2）-反铁磁秩序。最后，铁单层的Ir（001）表面的磁稳定性进行了比较，密切相关的Fe/Rh（001）系统。
2009-07-21 cond-mat.mtrl-sci
Strain-engineering quantum anomalous Hall effect in janus MnBi2SexTe4-x monolayers
本研究通过理论计算发现，在Janus MnBi2TexSe4-x单层中，两种结构因自旋轨道耦合产生能带反转，具有非零陈数，且压缩应变可提高陈数至2并增强磁性稳定性，为磁性拓扑绝缘体设计提供新策略。
2025-02-25 cond-mat.mtrl-sci
Aluminum Oxide at the Monolayer Limit via Oxidant-free Plasma-Assisted Atomic Layer Deposition on GaN
原子层沉积（ALD）是半导体器件制造中的重要工具，其允许外延和保形膜的生长以精确地形成异质结构并调节界面性质。ALD过程中化学反应的自限性提供了对层厚度的极好控制。然而，与理想化的生长模型相反，通过ALD产生连续单层在实验上是具有挑战性的，因为表面不均匀性和前体空间相互作用导致膜成核期间的岛状生长。因此，通过ALD产生无针孔单层的能力将为控制半导体器件中的界面电荷和质量传输以及定制表面化学提供新的机会。在这里，我们报告的c-平面氮化镓（GAN）与最终薄（~3微米）的氧化铝（AlOx）单层，这是通过使用三甲基铝沉积和氢等离子体暴露的组合的GAN表面氧化物的部分转化为AlOx实现的完全封装。单层AlOx的引入显著地改变了表面的物理和化学性质，降低了功函数并向GAN表面引入了新的化学反应性。这种可调的界面化学突出的改性表面与膦酸在标准条件下的反应性，这导致在自组装单分子膜的密度接近理论极限。更广泛地说，所提出的单层AlOx沉积方案可以扩展到其他基于III-V族和III-V族的半导体，与光电子学、化学传感和（光）电催化的应用具有显著的相关性。
2021-02-06 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced electronic correlations and altermagnetic ground state of two-dimensional CsCr3Sb5 monolayers
South China Normal University（华南师范大学）；Guangdong Polytechnic Normal University（广东技术师范大学）；Nanjing University（南京大学）
通过第一性原理计算，发现二维Cr3Sb5和CsCr3Sb5单层中平带和范霍夫奇点靠近费米能级，增强电子关联，且拉伸应变可进一步调控，同时揭示交变磁基态。
2026-06-19 cond-mat.mtrl-sci
Shedding light on the monolayer-WSe2 exciton's nature by optical effective-mass measurements
二维激子在量子材料中形成，如单层过渡金属二硫属化物和它们的强光-物质相互作用，由于其非常大的振子强度以及结合能，以及固有的自旋谷锁定引起了研究界无与伦比的关注。具有尖锐光学共振的半导体少层和单层材料（如WSe 2）已被广泛研究并设想用于弱光和强光物质耦合制度中的应用，用于具有各种不同结构的有效纳米激光操作，特别是用于由圆二色性激发的谷电子纳米光子学。许多这些应用，这可能会大大受益于二维电子准粒子的性质，在这样的薄膜，需要控制，操纵，首先是理解的性质的光学共振，归因于激子模式。虽然理论和以前的实验提供了独特的方法来表征和分类的努力，关于二维材料的能带结构和光学模式，在这里，我们直接测量准粒子的能量动量色散的第一次。我们的研究结果为单层WSe 2清楚地表明，主要由自由激子，即库仑束缚的电子空穴对与质心动量和相应的有效质量的排放制度。除了独特地证明了在低温下光学上存在自由激子之外，增加的温度或激发密度的色散特征的衰减揭示了向具有电荷载流子等离子体或局部激子关于其发射的深刻作用的制度的过渡，揭穿了在高温下自由激子发射的神话。
2018-12-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
On the Mechanical and Thermal Stability of Free-standing Monolayer Amorphous Carbon
最近（C. T. Toh等人，Nature 577，199（2020）），实现了自支撑单层无定形碳（MAC）的首次合成。MAC是由五个、六个、七个和八个随机分布的原子环组成的纯碳结构。MAC被证明是令人惊讶的稳定和高度抗断裂性。其电子性质与氮化硼相似。在这项工作中，我们采用全原子反应分子动力学模拟研究了MAC模型的力学性能和热稳定性。为了比较的目的，将结果与类似尺寸的原始石墨烯（PG）模型进行对比。我们的研究结果表明，MAC和PG表现出不同的力学行为和断裂动力学模式。而PG后的临界应变阈值直接从弹性到脆性政权，MAC这两个政权之间表现出不同的弹性阶段。值得注意的是，MAC是热稳定的高达3600 K，这是接近PG的熔点。这些特殊的物理性能使MAC基材料成为新技术的候选者，如柔性电子产品。
2020-02-11 cond-mat.mtrl-sci
Direct Measurement of the Electronic Structure and band gap nature of atomic-layer-thick 2H-MoTe2
采用一种新的机械剥离法制备了毫米级2 H-MoTe_2单晶单层和双层样品。基于这样的高质量的样品，我们报告的第一个直接的电子结构研究，使用标准的高分辨率角分辨光电子能谱（ARPES）。发现在K处的直接带隙为0.924eV的铷掺杂单层MoTe 2。在双层MoTe 2中也观察到类似的价带排列，支持了其上类似的直接带隙半导体的假设.我们的测量表明，单层MoTe 2在价带最大值（VBM）处有一个相当大的212 meV的带裂，并且这种带裂随着层的堆叠而系统地扩大，从单层到双层再到体.同时，我们对这些材料的PBE能带计算与ARPES结果显示出良好的一致性。一些基本的电子参数来自实验和计算的电子结构。研究结果为进一步研究MoTe 2的单层和双层结构奠定了基础。
2020-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Impact of electron-phonon interaction on the electronic structure of interfaces between organic molecules and a MoS$_2$ monolayer
本文通过第一性原理计算研究MoS$_2$与芘、吡啶单层界面的电子-声子相互作用，发现带隙重整化约80 meV，并揭示分子振动卫星峰的不同分子/杂化特征。
2025-11-08 cond-mat.mtrl-sci
2D MoSe2 as a Promising Chemo-resistive Sensor for N2O Detection: A DFT Approach
利用密度泛函理论研究了有毒N2O气体对二维MoSe 2单分子膜结构和电子性质的影响。在这项工作中，由于N2O气体的吸收，电荷转移，带隙和态密度（DOS）的变化，并提取这些参数作为二维MoSe 2单层纳米气体传感器的电子特性。此外，带隙是可调的N2O气体吸收后，原始的和吸附的MoSe2在两个顶部钼（顶部硒）结构。此外，自旋向上和向下的状态在DOS的结果相当大的磁矩改变的磁性的二维MoSe 2单层。随后，计算了三种不同温度下二维MoSe 2单分子膜对目标N2O气体分子的脱附特性。因此，本文的结论与结果的结构和电子性质对齐其行为作为一个化学电阻纳米气体传感器，并显示它作为一个潜在的申请人感测有毒N2O气体分子。有毒N2O气体分子的性质迄今尚未探索使用二维单分子膜，因此，在这项工作中，它是估计通过模拟结果和实验验证等待。
2020-08-15 cond-mat.mtrl-sci
Nature of the unconventional heavy fermion Kondo state in monolayer CeSiI
本研究针对单层CeSiI这一新型二维重费米子材料，结合分数赝费米子方法与从头算计算，揭示其强自旋-轨道耦合下的非传统动量依赖近藤屏蔽重费米子态的本质，解释了实验观测结果。
2024-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Perfect charge compensation in WTe2 for the extraordinary magnetoresistance: From bulk to monolayer
用第一性原理计算研究了WTe 2体和层的电子结构。在WTe 2体中发现了完美的电子-空穴（n-p）电荷补偿和高载流子迁移率，这可能导致最近在实验中观察到的大的和非饱和的磁阻（MR）[Ali等人，Nature 514，205（2014）]。WTe 2的单层和双层保持半金属性质，具有相同的空穴和电子载流子浓度。此外，在WTe 2单分子层中也发现了非常高的载流子迁移率，这表明WTe 2单分子层将具有与体材料相同的非凡MR效应，这在纳米结构磁性器件中具有很好的应用前景。
2014-12-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrons, holes, and spin in the IV-VI monolayer 'four-six-enes'
间接带隙IV族金属单硫属化物单层（“四六烯”，如SnS、GeTe等）中的带边态。继承了在布里渊区边缘处的高对称性的倒易空间点附近的性质。我们采用群论和不变量的方法来捕捉这些基本的对称性，包括自旋轨道耦合的有效哈密顿量，并使用微扰理论来阐明的性质的带边状态。特别是，我们展示了导出的波函数的结构如何导致特定的主导动量和自旋散射机制的价空穴和传导电子，我们分析了直接的光学跃迁的带隙，并暴露的相互作用负责的微妙功能的本地色散关系。
2016-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theoretical phase diagram for the room temperature Electron-Hole Liquid in photo-excited quasi-2D monolayer MoS$_2$
电子和空穴之间的强相关性可以驱动电子-空穴液体（EHL）状态的存在，通常在高载流子密度和低温下。最近出现的准二维单层过渡金属二硫属化物（TMDC）提供了理想的系统，以探索EHL状态，因为在这些准二维系统中的平面外的场线的无效屏蔽允许更强的载流子相关性相比，传统的3D体半导体，并使在高温下的EHL的存在。在这里，我们构建的相图的光诱导一级相变从等离子体的电子-空穴对相关的弹性流体动力学状态悬浮单层二硫化钼。我们表明，准二维性质的单层TMDC和平面外的场线的无效屏蔽允许这种相变发生在室温及以上，从而打开了研究多体现象的途径，而不受低温的约束。
2017-11-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Proximal magnetometry of monolayers of single molecule magnets on gold using polarized muons
利用低能μ子自旋转动研究了Fe 4单分子磁体在Au（111）薄膜上的磁性。单层的性能进行了比较散装Fe4。我们发现，在单层的磁性是一致的，在散装测量，强烈表明，单分子磁铁性质的Fe 4是保存在一个单层。然而，温度依赖性的差异表明它们的能量标度有很小的差异。我们将此归因于单层中分子内磁相互作用增加了约60%。
2009-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Nature of carrier injection in metal/2D semiconductor interface and its implications to the limits of contact resistance
过渡金属二硫属化合物（TMDC）单层膜具有优异的电学和光学性质。然而，这些二维（2D）器件的性能往往受到金属接触界面提供的大电阻的限制。到目前为止，从金属到2D TMDC层的载流子注入机制仍然不清楚，肖特基势垒高度（SBH）和接触电阻（Rc）的报道差异很大，特别是在单层极限下。在本工作中，我们采用理论和实验相结合的方法，在Au和Ni接触的单层MoS_2器件中得出以下结论：（i）载流子通过两个势垒的级联注入源极接触-势垒高度由金属和TMDC层之间的相互作用程度决定;（ii）由于注入势垒的多维性，传统的Richardson方程变得无效，利用Bardeen-Tersoff理论，我们导出了描述这种复合势垒的Richardson方程的适当形式;（iii）我们提出了一种新的传输长度法（TLM）的SBH提取方法，可靠地提取SBH通过消除任何混杂效应的温度依赖性的沟道电阻变化;（iv）我们推导出的兰道极限的接触电阻在这样的设备中实现。将极限与实验获得的接触电阻进行比较，发现技术改进的空间很大。
2017-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Many-body exciton and inter-valley correlations in heavily electron-doped WSe$_2$ monolayers
在单层过渡金属二硫族化物半导体中，当光激发的电子-空穴对（激子）被引入到移动载流子的二维费米海中时，多体关联可以在光谱中表现出来。在低载流子密度下，带正电荷和负电荷的激子（$X^\pm$）的形成被充分记录。然而，在WSe $_2$单分子膜中，在高电子密度下出现额外的吸收共振，通常称为$X^{-\prime}$。它的起源还不清楚。在这里，我们研究了$X^{-\prime}$状态通过极化吸收光谱的静电门控WSe $_2$单分子膜在高磁场到60 T。在$K'$谷中的最低光学活性朗道能级的场诱导填充和排空导致相应光学吸收的重复猝灭。然而，令人惊讶的是，这些猝灭伴随着吸收的变化，在$K'$和$K$谷，这是未被占用的更高的躺朗道水平。这些结果在单粒子图像中是不一致的，并且证明了$X^{-\prime}$准粒子态的多体性质和谷间关联。
2022-01-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dynamical mean-field study of Vanadium diselenide monolayer ferromagnetism
为了理解VSe $_2$的磁性，本文采用了传统的密度泛函理论和动力学平均场论相结合的方法.这种更高层次的计算方法使我们能够解决理论和实验之间存在的许多争议和矛盾。首先，这种新的方法被证明是正确的VSe $_2$的块和二维极限的磁性，这表明它的优越性，传统的方法。结果表明，无电荷密度波的单层VSe $_2$是有序温度为250 K的铁磁体。从直接模拟的温度依赖的磁化率和有序矩，它表明，它的铁磁性是明确的二维性质。此外，它表明，这种铁磁秩序是容易受到额外的电荷掺杂，这提供了重要的见解，以阐明最近的实验争议。
2020-06-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electron transport through rectifying self-assembled monolayer diodes on silicon: Fermi level pinning at the molecule-metal interface
我们报告的合成和表征的分子整流二极管的硅上使用连续接枝的自组装单分子层的烷基链在其外端（Si/sigma-pi/金属结）带有π基团。我们调查这些分子器件的结构与性能的关系，我们研究在何种程度上的π端基的性质（在其分子轨道的能量位置的变化）驱动这些分子二极管的性能。对于这里研究的所有pi-群，我们观察到整流行为。这些结果扩展了我们使用苯基和噻吩基团（S。Lenfant等人，Nano Letters 3，741（2003））。用简单的分析模型分析实验电流-电压曲线，从中我们提取与电极的费米能量共振的π基团的分子轨道的能量位置。我们报道了这些硅/烷基-π共轭分子/金属结中能带排列的实验研究。我们的结论是，费米能级钉扎在π-基团/金属界面是主要负责观察到的不依赖于π-基团的性质的整流效应，即使他们被选择有显着的变化，在其电子分子轨道
2006-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory of intervalley Coulomb interactions in monolayer transition-metal dichalcogenides
过渡金属二硫属化物中的激子光学跃迁为研究丰富的多体物理提供了独特的机会。最近在单层WSe $_2$和WS $_2$中的实验表明，虽然中性激子和三体复合物的低温光致发光在电子密度升高或强光激发的存在下被抑制，但在光谱的低能量侧出现新的主峰。我提出了一个理论，阐明了这些光学跃迁的性质，显示谷间库仑相互作用的作用。在推导出一个紧凑的动力学形式的库仑势，我计算的自能量的电子，由于他们与这个潜在的相互作用。对于自旋分裂导带的上谷中的电子，自能包括由于交换而引起的适度红移，并且最重要的是，带隙中的相关诱导虚态。后者揭示了单层WSe $_2$和WS $_2$中存在明显的多体相互作用时发光的起源。
2016-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Control of molecular orbital ordering using a van der Waals monolayer ferroelectric
本研究利用单层铁电材料SnTe的应变与铁电有序，通过STM调控铁电畴极化，实现了吸附酞菁分子的轨道有序电学切换，为分子磁性电学调控奠定基础。
2023-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Robust charge-density wave strengthened by electron correlations in monolayer 1T-TaSe2 and 1T-NbSe2
低维性和电子关联的结合对于奇特的量子现象如莫特绝缘相和高温超导性是至关重要的。过渡金属二硫属化物（TMD）1 T-TaS 2由于其独特的介电常数和电荷密度波（CDW）而引起了人们极大的兴趣。为了使这种复合相官能化，必须提高CDW-Mott转变温度TCDW-Mott，而这对于TCDW-Mott < 200 K的本体TMD是困难的。在这里，我们报告了一个强耦合的二维CDW-Mott相的转变温度开始为~530 K的单层1 T-TaSe 2。此外，电子相关导出的较低的哈伯德带生存下的外部扰动，如载流子掺杂和光激发，在相反的散装对应。单层TaSe 2的Mott-Hubbard和CDW能隙比NbSe 2的增强，源于晶格畸变的增强的相关性和层间跳跃的消失，表明稳定的可能的CDW-莫特绝缘体相远高于室温。这一结果为实现室温下工作的单层CDW-莫特绝缘体基器件奠定了基础。
2021-10-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nanodevices engineering and spin transport properties of MnBi2Te4 monolayer
二维磁性材料是下一代自旋电子技术发展的关键。近年来，层状van der Waals（vdW）化合物MnBi 2 Te 4（MBT）引起了人们极大的兴趣，据报道其二维结构具有磁性和拓扑结构共存的特点。在这里，我们设计了几个概念的纳米器件的MBT单层（MBT-ML）的基础上，并揭示其自旋相关的输运性质的第一性原理计算。pn结二极管和亚3 nm pin结场效应晶体管（FET）显示出很强的整流效应和自旋过滤效应，即使在合理的高温下，理想因子n也接近1。此外，pip结和nin结FET产生了有趣的负微分电阻（NDR）效应。栅极电压可以在大范围内调谐通过这些FET的电流。此外，MBT-ML对光有很强的响应。我们的研究结果揭示了MBT-ML的多功能性质，为其在各种下一代半导体自旋电子器件中的应用铺平了道路。
2021-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Higher-order topological superconductivity in monolayer WTe$_2$ from repulsive interactions
本文揭示了单层WTe2在排斥相互作用下通过Kohn-Luttinger机制产生p波态，实现具有角Majorana零模的二阶拓扑超导性，并发现临界温度的磁场方向依赖性增强可供实验验证。
2023-05-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spatiotemporal dynamics of free and bound excitons in CVD-grown MoS$_2$ monolayer
研究了用化学气相沉积技术生长的MoS $_2$单层膜的光致发光谱和激子动力学。除了通常的直接A-激子线，我们观察到一个低能量的束缚激子线在低温下的PL光谱占主导地位。这条线显示出异常强烈的红移，随着温度和亚微秒时间动力学的增加，表明相应的过渡的间接性质。通过监测激子PL分布在ML平面的时间动力学，我们观察到的A-激子的扩散输运和测量的扩散系数高达$40$ ~cm $^2$ /s在提高激发功率。在$\sim 1$ $μ$中，束缚激子的空间分布在数十微米范围内。然而，这种扩散是亚扩散的，其特征在于随着时间的推移显着放缓。实验结果被解释为激子的扩散和俄歇重组之间的相互作用的结果。
2021-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Meron-Like Topological Spin Defects in Monolayer CrCl3
低维磁性系统中的非共线自旋织构由于其独特的性质和广泛的应用前景而受到人们的关注。然而，拓扑自旋态的物质实现仍然有限。采用第一性原理和蒙特卡罗模拟，我们建议，单层铬铬（CrCl 3）可以是一个很有前途的候选人观察涡旋/反涡旋型拓扑缺陷，所谓的merons。涡和反涡的数量被发现是相同的，保持一个整体的整数拓扑单元。通过外部磁场的扰动，我们显示了这些介子对的鲁棒性，并揭示了丰富的相空间来调整铁磁有序和类介子缺陷之间的杂交。在外部磁场下的拓扑激发的签名也提供了重要的信息，实验的理由。我们的研究预测，具有弱自旋轨道耦合的二维磁体可以是一个有前途的家庭，实现meron类自旋织构。
2020-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Phonoritons in a monolayer hBN optical cavity
声子是一种基元激发，预计将从激子、声子和光子之间的杂化中出现。除了有趣的多粒子结构，声子是感兴趣的，因为它们可以作为功能节点的设备，利用电子，声子和光子元件的能量转换和热传输应用。虽然声子被预言在强电磁波照射下会出现在激子介质中，但它们存在的严格条件却无法在固体中直接观察到。特别是，共振，强烈的泵浦方案已被提出，但过度的光激发的载流子阻止光学检测。在这里，我们从理论上预测的外观的声子特性在单层六方氮化硼（hBN）嵌入在一个光学腔。激子-极化激元分支与声子副本的杂交证明了声子态的相干叠加性质，声子副本可由腔-物质耦合强度调节。这一发现同时提供了一个实验途径来观察预测的声子，并开辟了一个新的途径，调谐材料的性能。
2021-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Designing 1D correlated-electron states by non-Euclidean topography of 2D monolayers
二维（2D）双层，扭曲到特定的角度显示电子平带，正在被广泛探索的强关联的2D系统的物理。然而，一维（1D）强关联系统的类似丰富物理仍然难以捉摸，因为它在很大程度上是无法通过扭曲来实现的。在这里，提出了一种独特的方式来创建1D平坦带，通过冲压或生长的2D单层上的非欧几里德地形图案化的表面。以氮化硼（hBN）为例，采用弹性板理论、密度泛函和粗粒紧束缚方法分析表明，hBN的双周期正弦形变产生了具有空间依赖性的赝电场和磁场.这些领域的组合导致各向异性的限制和一维平坦带。此外，改变周期性波动可以调谐带宽，以将系统驱动到不同的强相关区域，例如密度波、Luttinger液体和莫特绝缘体。这些状态的一维性质不同于扭曲材料中获得的状态，可以用来研究一维量子系统的激发物理。
2021-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Monolayer fullerene networks as photocatalysts for overall water splitting
光催化分解水可以以环境友好的方式生产氢气，并为减少全球碳排放提供替代能源。最近，单层富勒烯网络已被成功合成[Hou $\textit{et al., Nature}$ $\textbf{2022}$，606，507]，由于其具有丰富活性位点的大表面积、与其他2D材料组合以形成异质结的可行性以及用于潜在氢存储的C $_{60}$笼，提供了新材料候选物。然而，高效的光催化剂需要合适的带隙和带边的适当位置与足够的水裂解驱动力的组合。在本研究中，我采用半局域密度泛函理论和混合泛函计算来研究单层富勒烯网络的电子结构。我发现，只有弱屏蔽的混合功能，结合含时Hartree-Fock计算，包括激子结合能，可以重现实验获得的单层C $_{60}$的光学带隙。单层富勒烯网络的所有相都具有合适的带隙，具有高载流子迁移率和适当的带边，以化学地驱动整体水裂解。此外，单层C $_{60}$的光学性质进行了研究，不同阶段的富勒烯网络表现出不同的吸收和复合行为，提供了独特的优势，无论是作为电子受体或电子供体在电子束。
2022-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
