Inter-layer and Intra-layer Heat Transfer in Bilayer/Monolayer Graphene van der Waals Heterostructure: Is There a Kapitza Resistance Analogous?
范德华异质结构显示出有趣的物理性质。采用非平衡分子动力学（MD）模拟方法，研究了共面双层/单层石墨烯（BL-ML）多层范德华异质结构的传热特性。BL-ML石墨烯的温度分布和层间和层内热通量表明，层之间没有充分发展的热平衡，并且台阶状BL-ML界面处的平均温度分布的下降不是由于Kapitza电阻的影响。在所研究的MD模拟中，通过将系统的长度增加到1 $μ$ m，热非平衡区域被减少到台阶状界面附近的一个小区域。所有的MD结果进行了比较，一个连续模型和一个很好的匹配，观察到两种方法之间。我们的研究结果提供了一个有用的理解纳米和微米尺度的层状二维材料和范德华异质结构的热传递。
2017-11-24 cond-mat.mtrl-sci
Tunable mechanical properties of the graphene/MoS2 tubal van der Waals heterostructure
我们提出了一种管状的范德华异质结构，通过卷起的石墨烯和二硫化钼原子层成管状的形式。我们说明，层间空间的管状范德华异质结构可以在一个特定的范围内变化，这是由层间范德华力和原子层的机械性能之间的竞争。可以利用层间空间的可变性来有效地调节管状范德华异质结构的机械性能。更具体地说，我们证明了管范德华异质结构的泊松比可以通过改变层间距从1.44到4.44的两个因素来操纵。我们的工作促进了一个新的成员与可调泊松比的范德华异质结构家庭。
2018-04-28 cond-mat.mtrl-sci
Ionic Modulation of Interfacial Magnetism through Electrostatic Doping in Pt/YIG bilayer heterostructure
钇铁石榴石（YIG）的电压调制具有结构紧凑、响应速度快、能量利用率高等优点，具有重要的理论和实际意义，可广泛应用于各种YIG基自旋电子学，如自旋霍尔、自旋泵浦、自旋Seeback效应等。在此，我们对YIG/Pt双层异质结构进行了界面磁性的离子调制，其中Pt的覆盖会显著影响铁磁（FMR）场的位置，从而实现了双层异质结构中磁性的显著增强。YIG（13 nm）/Pt（3 nm）多层异质结构在4.5 V的小偏压下实现了690 Oe的大电压感生FMR场位移。第一性原理理论模拟表明，由于d轨道电子未得到补偿，静电掺杂诱导的Pt 5+离子具有较强的磁有序性。大电压控制铁磁电阻的变化为新型电压可调YIG基自旋电子学奠定了基础。
2018-03-05 cond-mat.mtrl-sci
Optical Properties of GaS-Ca(OH)$_2$ bilayer heterostructure
发现新型原子级薄异质结构并了解其特性对于开发更好的纳米光电子器件至关重要。在本研究中，我们利用第一性原理计算研究了GaS-Ca（OH）$_2$异质结的电子和光学性质。GaS-Ca（OH）$_2$异质结构的带隙与隔离的组成层的带隙相比显著减小。计算结果表明，GaS-Ca（OH）$_2$异质结是一种II型异质结，它可以用来分离光生载流子，其中电子位于GaAs层，空穴位于Ca（OH）$_2$层.这导致空间间接激子，由于其长寿命，其对于太阳能和光电应用是重要的。在Single Shot GW计算（G $_0$ W $_0$）的基础上，通过求解Bethe-Salpeter方程，得到了组成单层和异质结构的介电函数和光振子强度。GaS单分子膜的光学跃迁振子强度比Ca（OH）$_2$单分子膜的光学跃迁振子强度大一个数量级。我们还发现，虽然它们的电子结构相当相似，但不同堆叠类型的异质结构的计算光谱显示出不同。这种预测可以用来确定超薄异质结的堆叠类型。
2016-01-24 cond-mat.mtrl-sci
Powerful and Tunable THz Emitters Based on the Fe/Pt Magnetic Heterostructure
在这项工作中，我们报告了我们的研究在Fe/Pt磁性异质结构的太赫兹辐射。我们已经进行了全面的调查太赫兹发射Fe/Pt磁性异质结构，采用时域太赫兹光谱。我们发现，通过适当调整的Fe或Pt层的厚度，可以大大提高这种类型的异质结构的太赫兹发射。我们进一步证明了新设计的多层（Pt/Fe/MgO）$_n$（n=3）发射的THz场强可以达到~1.6 kV/cm，这与偏压为4 kV/cm的传统GaAs天线的值相当，100微米GaP和2 mm ZnTe。首次证明了太赫兹波的强度和光谱可以通过施加在图案化Fe/Pt磁性异质结构上的磁场来调节。因此，这些研究结果有望新的方法来制造强大的和可调谐的太赫兹发射器的磁性异质结构的基础上。
2016-07-11 cond-mat.mtrl-sci
Tuning electronic properties and contact type in van der Waals heterostructures of bilayer SnS and graphene
采用第一性原理计算，研究了SnS/graphene双层异质结、SnS/graphene双层异质结（AA-堆叠）、SnS/graphene双层异质结（AB-堆叠）和SnS/graphene单层异质结（vdW）的结构和电子性质. vdW异质结构的所有组分的电子性质都得到了很好的保留，这反映了vdW相互作用的弱点。在双层SnS/石墨烯和双层SnS/双层石墨烯（AA堆叠）的情况下，形成欧姆接触，其可以通过施加外部电场首先转变为p型，然后转变为n型肖特基接触。计算结果表明，在SnS/石墨烯（AB-堆叠）双层异质结构的界面处也形成了欧姆接触，但有趣的是，通过施加垂直电场，发生了从半金属/半导体接触到半导体/半导体接触的转变，这可以增强其光学特性。或者，在单层SnS/石墨烯/单层SnS vdW异质结构中，建立p型肖特基接触，其在施加的电场下变为欧姆接触。我们的研究结果清楚地表明，vdW异质结构的电子特性可以有效地调节由外部电场，这是重要的，在设计新的纳米电子器件。
2023-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable band gaps in bilayer graphene-BN heterostructures
研究了外加电场对六方氮化硼片层间双层石墨烯带隙的影响。利用密度泛函理论，我们表明，间隙是连续可调的从0到0.2 eV，是强大的堆叠无序。此外，氮化硼片不改变自支撑双层石墨烯的基本响应，除了额外的屏蔽。计算表明，石墨烯-氮化硼异质结构可以为石墨烯基电子器件提供可行的途径。
2010-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate-tunable magnetic damping in van der Waals Heterostructures
University of Regensburg（雷根斯堡大学）；Halle-Berlin-Regensburg Cluster of Excellence CCE, University of Regensburg（哈勒-柏林-雷根斯堡卓越集群）
本研究通过理论模型和第一性原理计算，证明范德华异质结构中的磁阻尼可通过静电栅极实现多个数量级的电调谐，为低功耗自旋电子器件提供了新平台。
2026-09-15 cond-mat.mtrl-sci
Gate-tunable phonon magnetic moment in bilayer graphene
本文提出第一性原理量子方法计算固体声子磁矩，在栅控双层石墨烯中发现经典理论无法解释的显著且栅压可调磁矩，证明量子处理的必要性。
2023-04-22 cond-mat.mtrl-sci
Tunable Excitons in Biased Bilayer Graphene
最近的测量表明，在偏置的双层石墨烯中可以产生高达250 meV的连续可调带隙[Y. Zhang等人，Nature 459，820（2009）]，为在室温下操作的可能的石墨烯基纳米电子和纳米光子器件开辟了途径。在这里，我们表明，该系统的光学响应是由束缚激子。的光学吸收光谱的主要特征是由一个单一的对称峰所产生的激子，一个配置文件是显着不同的带间跃迁图片。在实验室条件下，激子的结合能可以通过从零到几十meV的外部偏压来调谐。这些新的强激子行为是由于一个独特的，有效的“一维”联合态密度和连续可调的带隙偏置双层石墨烯。此外，我们还表明，电子结构（能级简并度，光学选择规则等），由于赝自旋物理的原因，在有偏压的双层石墨烯中束缚激子的性质与二维氢原子中的明显不同。
2010-02-10 cond-mat.mtrl-sci
First-principles investigation of graphene/MoS2 bilayer heterostructures using Tkatchenko-Scheffler van der Waals method
石墨烯/MoS $_2$ van der Waals（vdW）异质结构由于其独特的性质和功能而具有很好的技术应用前景。全球许多实验和理论研究小组对石墨烯/MoS $_2$异质结构的性能进行了基准测试，做出了杰出的贡献。尽管一些研究小组已经尝试使用{ \it第一性原理}计算来模拟石墨烯/MoS $_2$异质结构，但是来自不同理论研究小组的结果与实验结果存在一些差异。在目前的工作中，我们重新审视这个问题的第一性原理的方法和解决现有的石墨烯/MoS $_2$异质结构中的石墨烯和MoS $_2$单层之间的层间距的差异，以及费米能级附近的狄拉克点的位置。我们发现，Tkatchenko-Scheffler方法有效地评估了长程vdW相互作用，并准确地预测石墨烯和MoS $_2$片之间的层间距。我们进一步研究了优化的石墨烯/MoS $_2$异质结构的电子，机械和振动特性，所述异质结构使用具有不同晶格失配幅度的5 $\times$ 5/4 $\times$ 4和4 $\times$ 4/3 $\times$ 3超晶胞几何形状产生。讨论了不同层间距对异质结电子性质的影响。我们的声子计算表明，层间剪切和呼吸声子模式，这是非常敏感的弱vdW相互作用，在描述所研究的系统的热性质起着至关重要的作用。进一步讨论了异质结构的热力学和弹性性质。我们的结果和其他研究小组的结果报告之间的比较。
2018-09-21 cond-mat.mtrl-sci
Misfit Layered Compounds: Unique, Tunable Heterostructured Materials with Untapped Properties
在石墨烯和二维（2D）过渡金属二硫属化物的发现的基础上，范德华（VdW）层状异质结构-这种2D材料的堆叠-正在被广泛探索，从而在2D极限中发现了新的电子和磁性。在这里，我们回顾了一类自然发生的异质结构-所谓的失配-结合不同的VdW层与复杂的堆叠。表现出显着的结构复杂性和现象的多样性，失配提供了一个平台，在其上系统地探索异质结构的能量学和局部键合约束，以及它们如何用于设计新的量子结构，电子响应性和磁现象。与传统类型的层状材料一样，它们通常是可剥离的，因此也可作为手动或机器人堆叠异质结构中的单元进行剥离。在这里，我们回顾了已知的类失配结构，其单晶和薄膜合成的工具，它们所表现出的物理性质，以及计算和表征工具，解开他们的复杂性。最后对今后的研究方向进行了讨论。
2022-10-18 cond-mat.mtrl-sci
Prediction of new superconducting bilayers heterostructures using quantum confinement and proximity effects
Politecnico di Torino（都灵理工大学）；National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)（国立核研究大学莫斯科工程物理学院）；University of Milan（米兰大学）；University of Göttingen（哥廷根大学）
研究通过理论分析量子限制与近邻效应在金属异质结构中的协同作用，发现其能显著提升超导临界温度，预测非传统超导材料的超导性。
2026-03-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Robust and tunable Floquet altermagnets in sliding A-type antiferromagnetic bilayers
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，凝聚态物理北京国家实验室）；Centre for Quantum Physics, Key Laboratory of Advanced Optoelectronic Quantum Architecture and Measurement (Ministry of Education), School of Physics, Beijing Institute of Technology（北京理工大学物理学院，先进光电子量子架构与测量教育部重点实验室，量子物理中心）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Songshan Lake Materials Laboratory（松山湖材料实验室）
通过圆极化光照射，在滑动A型反铁磁双层中实现鲁棒且可调的异磁性，拓展了异磁性设计的范围。
2026-02-20 cond-mat.mtrl-sci
Thermal transport in van der Waals graphene/boron-nitride structure: a molecular dynamics study
在范德瓦尔斯异质结构中，石墨烯/h-BN异质结构是二维纳米电子器件的合适候选者。本文采用非平衡分子动力学模拟方法，研究了石墨烯/h-BN双层结构和石墨烯/h-BN范德华异质结构（即h-BN薄片周期性地插入石墨烯层的顶部和底部）中的热传输。结果表明，随着体系长度的增加，石墨烯/h-BN双层材料的热导率增加。此外，石墨烯/h-BN异质结构中的热传输比单层石墨烯或单层h-BN中的热传输增强。尺寸效应分析表明，当体系尺寸大于100 nm时，通过石墨烯/h-BN双层结构各层的热通量趋于收敛。研究结果有助于理解范德华异质结中的热传导现象，并有助于改进异质结的设计，以获得更好的热管理和散热效果。
2021-08-31 cond-mat.mtrl-sci
Tunable Band Gaps of Mono-layer Hexagonal BNC Heterostructures
通过在石墨烯中用B和N原子取代C的带隙工程已被证明是改善石墨烯半导体性质的有前途的方法。最近已经合成并表征了由石墨烯中的六方BN相（h-BNC）组成的这种杂化单层。本文采用从头算密度泛函理论研究了h-BN畴尺寸对单层h-BNC异质结构带隙的影响。在h-BN浓度为0 ~ 100%的范围内，研究了五种h-BNC构型的原子结构、电子能带结构、态密度和电子局域化函数。我们报告的带隙能量的h-BNC可以连续和二次调谐作为h-BN浓度的函数。
2012-04-11 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic Moiré Optical Transitions in Twisted Monolayer/bilayer Phosphorene Heterostructures
范德瓦尔斯异质结构的莫尔超晶格提供了一种强大的新方法来设计二维（2D）材料的电子结构。在不同的云纹异质结构中出现了许多新的量子现象，例如石墨烯系统中的相关绝缘体、超导体和Chern绝缘体以及过渡金属二硫属化物（TMDC）系统中的云纹激子。扭曲磷烯提供了另一个有吸引力的系统来探索莫尔物理，因为磷烯具有各向异性的矩形晶格，不同于石墨烯和TMDC中的各向同性六方晶格。在这里，我们报告新兴的各向异性莫尔光学跃迁扭曲单层/双层磷烯。磷烯云纹超晶格中的光共振敏感地依赖于单层和双层之间的扭转角。令人惊讶的是，即使对于大到19°的扭转角，莫尔异质结构也表现出与构成单层和双层磷烯中的光学共振完全不同的光学共振。新的莫尔光学共振表现出很强的线偏振，其主轴与双层磷烯的光轴接近但不同。我们的从头计算结果表明，与石墨烯和TMDC的六方晶格的K点带隙不同，磷烯的Γ点直接带隙和矩形晶格导致了大扭曲角磷烯异质结构中非常强的莫尔物理。我们的研究结果突出了探索磷烯和其他具有不同晶格构型的范德华异质结构中的莫尔物理的令人兴奋的机会。
2019-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable spin and orbital torques in Cu-based magnetic heterostructures
该研究探讨了Cu基磁性异质结构中的电流诱导自旋和轨道力矩，发现自然氧化的Ni80Fe20/Cu双层膜力矩效率超越典型Co/Pt，并通过固态门控操纵Cu氧化态实现了对类阻尼力矩符号与幅度的调控，为门可调自旋轨道电子学器件开发奠定基础。
2025-01-16 cond-mat.mtrl-sci
How Can We Engineer Electronic Transitions Through Twisting and Stacking in TMDC Bilayers and Heterostructures? A First-Principles Approach
本文通过第一性原理DFT系统研究TMDC同质及异质双层的堆叠与扭转效应，揭示其带隙调控规律，为设计下一代电子材料提供策略。
2025-02-01 cond-mat.mtrl-sci
Electric-field tunable spin waves in PMN-PT/NiFe heterostructure: experiment and micromagnetic simulations
本文对PMN-PT/NiFe多铁性异质结构中的压控自旋驻波共振进行了全面的理论和实验研究。利用自旋二极管技术观察了NiFe条与压电衬底机械耦合的铁磁共振（FMR）模式和SSWR。向PMNPT施加电场在坡莫合金中产生应变，并且因此由于磁致伸缩效应而使FMR和SSWR场移位。实验结果与微磁模拟结果进行了比较，发现它们之间的一个很好的协议的FMR和SSWR的动力学与无电场。此外，微磁模拟使我们能够讨论的FMR和SSWR模式，这是不能直接观察到的自旋二极管检测技术的手段的振幅和相位的空间分布。
2016-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Enhancement of in-plane anisotropy in MoS2/CoFeB bilayers
过渡金属二硫属化合物（TMD）具有许多新颖的性质，使其成为自旋电子学领域的潜在候选材料。TMD与磁性薄膜的异质结构被广泛认为是自旋轨道力矩，增强垂直磁各向异性等，但TMD对面内磁化异质结构中的磁各向异性的影响迄今尚未研究。此外，TMD对铁磁系统的畴结构和磁化反转的影响是另一个需要理解的重要方面。在这种情况下，我们研究了MoS 2，一个研究良好的TMD材料，在MoS 2/CoFeB异质结构的CoFeB的磁性能的影响。参考CoFeB膜具有弱的面内各向异性。然而，当CoFeB沉积在MoS 2上时，如从磁光克尔效应（MOKE）显微镜以及铁磁共振（FMR）观察到的，面内各向异性增强。与参考CoFeB层相比，MoS 2/CoFeB双层的磁畴结构和磁化反转也被显著修改。随频率和角度变化的铁磁共振测量表明，CoFeB的磁各向异性随MoS 2/CoFeB异质结构中MoS 2厚度的增加而增加。
2021-08-11 cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature antiferromagnetic CrSe monolayer with tunable metal-insulator transition in ferroelectric heterostructures
本研究通过进化算法与第一性原理计算发现室温稳定的二维反铁磁CrSe单层，并预测其与铁电Sc₂CO₂构成的范德华异质结存在电场可调的金属-绝缘体转变，为反铁磁自旋电子学器件提供新候选材料。
2023-04-28 cond-mat.mtrl-sci
Quantum Lifetime Spectroscopy and Magnetotunneling in Double Bilayer Graphene Heterostructures
我们描述了一种隧道光谱技术在双双层石墨烯异质结构中，不同能带之间的动量守恒隧穿作为隧穿载流子的能量过滤器，并允许在明确定义的能量下测量准粒子态展宽。展宽随相对于费米能级的激发态能量线性增加，并弱依赖于温度。平面内磁隧穿揭示了石墨烯双层之间的高度旋转对准，以及没有动量随机化过程。
2021-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interlayer and interfacial exchange coupling in ferromagnetic metal/semiconductor heterostructures
本文系统地研究了双层和三层异质结构中硬磁金属铁磁体（MnAs）和软磁铁磁半导体（GaMnAs）之间的交换耦合。MnAs/GaMnAs双层膜的交换弹簧模型解释了交换偏置场随层厚度和组分的变化。我们还提出了证据的空穴介导的层间交换耦合MnAs/p-GaAs/ \GaMnAs三层和研究的交换偏置场的间隔层的厚度上的依赖关系。
2009-10-28 cond-mat.mtrl-sci
Tunable interlayer magnetism and band topology in van der Waals heterostructures of MnBi2Te4-family materials
控制范德华磁性材料和异质结构的层间磁耦合是调整其磁性和电子性质以用于各种电子应用和凝聚态物理基础研究的关键。以MnBi_2Te_4族化合物及其异质结构为模型体系，采用第一性原理计算，系统地研究了层间磁耦合的符号和强度对组成元素的依赖关系.结果表明，这种耦合是由相邻七层磁性原子之间的p轨道链介导的长程超交换相互作用。层间交换在纯化合物中总是反铁磁性的，但在某些异质结构的组合中可以被调谐为铁磁性的，由d轨道占据决定。如果中间p电子离域，磁性原子的d带位于费米能级附近，则可以实现较强的层间磁耦合。对层间耦合机制的了解使我们能够设计MnBi2Te4系列材料以及许多其他绝缘范德华磁性材料和异质结构的磁性和拓扑性质。
2020-03-30 cond-mat.mtrl-sci
Energy-resolved Photoconductivity Mapping in a Monolayer-bilayer WSe2 Lateral Heterostructure
范德华材料的垂直和横向异质结构为能带结构工程提供了巨大的灵活性。由于电子带的缺陷，应变和层间耦合的敏感影响，这些二维（2D）系统的边缘和异质结可能会表现出新的物理特性，这可以完全揭示只有空间分辨探针。在这里，我们报告的空间映射的光电导在单双层WSe 2横向异质结构下的多激发激光。随着光子能量的增加，微波阻抗显微镜检测到的光诱导电导首先出现沿异质界面和双层边缘，然后沿单层边缘，双层区域内，最后在单层区域的内部。可动载流子在样品不同截面上的相继出现与局域能隙的理论计算相一致。定量分析的显微镜和运输数据也揭示了线性依赖的激光强度和层间耦合的载流子复合的光电导。结合理论建模，原子尺度成像，介观阻抗显微镜，和设备级的表征，我们的工作提出了一个令人兴奋的观点，以控制在2D异质结构的固有带隙变化下降到几个纳米政权。
2018-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large gap quantum spin Hall insulator, massless Dirac fermions and bilayer graphene analogue in InAs/Ga(In)Sb heterostructures
量子自旋霍尔绝缘体（QSHI）态已经在两个半导体系统- HgTe/CdTe量子阱（QWs）和InAs/GaSb量子阱双层中得到证实。与HgTe/CdTe量子阱不同，InAs/GaSb量子阱双层结构的反向带隙在布里渊区的$Γ$点处不开放，从而阻止了无质量狄拉克费米子的实现。在这里，我们提出了一类新的半导体系统的基础上InAs/Ga（In）Sb多层膜，托管QSHI状态，石墨烯类相和双层石墨烯类似物，这取决于它们的层厚度和几何形状。QSHI间隙在新的结构可以达到60 meV的现实设计和参数。该值是室温下热能的两倍，显著扩展了基于III-V族晶闸管的拓扑器件的应用潜力。
2017-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Berry curvature induced valley Hall effect in non-encapsulated hBN/Bilayer graphene heterostructure aligned with near-zero twist angle
本研究在非封装hBN/双层石墨烯异质结构中，通过近零扭转角对齐实现谷霍尔效应，利用非局域电阻测量验证，并可由位移场调控，Berry曲率计算支持实验。
2023-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coherent Interlayer Tunneling and Negative Differential Resistance with High Current Density in Double Bilayer Graphene-WSe2 Heterostructures
我们展示了两个旋转排列的双层石墨烯片之间的栅极可调共振隧穿和负微分电阻由双层WSe 2分开。我们观察到大的层间电流密度为2 μ A/μ m 2和2.5 μ A/μ m 2，和峰谷比接近4和6，在室温和1.5 K，分别是外延生长的共振隧穿异质结构的值。一个很好的协议之间的理论计算使用的洛伦兹谱函数的二维（2D）准粒子状态，和实验数据表明，层间电流主要源于能量和面内动量守恒的2D-2D隧穿，与非弹性或非动量守恒隧穿的贡献最小。我们证明了窄隧穿共振的固有半宽度为4和6毫电子伏，在1.5 K和300 K，分别。
2017-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Hall Effect Measurement of Spin-Orbit Coupling Strengths in Ultraclean Bilayer Graphene/WSe2 Heterostructures
我们研究了双层石墨烯/少层WSe 2异质结器件中邻近诱导的自旋轨道耦合（SOC）。接触模式原子力显微镜（AFM）清洁产生超清洁界面和高迁移率器件。在垂直磁场中，通过测量量子霍尔效应确定了面外Ising和面内Rashba SOC的Landau能级结构.当采用双栅极独立调节电荷密度和位移场时，会出现明显的Landau能级交叉图案，这源于层选择性SOC邻近效应.通过分析朗道能级交叉点和测量的朗道能级间能隙，得到了邻近诱导的SOC能量尺度。Ising SOC为~ 2.2 meV，比石墨烯中的本征SOC高100倍，而其符号与预测SOC依赖于层间扭转角的理论一致。Rashba SOC约为15 meV。最后，我们推断了朗道能级间库仑相互作用对磁场的依赖性。这些超净双层石墨烯/WSe 2异质结构提供了一个高迁移率的系统，有可能实现新的拓扑电子状态和操纵纳米结构中的自旋。
2019-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable spin and orbital polarization in SrTiO3-based heterostructures
本文推导了$\mathrm{LaAlO_3/SrTiO_3}$（LAO/STO）异质结中Rashba自旋轨道耦合（RSOC）的有效哈密顿量。我们推导出性质的解析表达式，例如，Rashba参数，有效质量，带边能量和轨道占有率，作为材料和可调异质结构参数的函数。虽然线性RSOC在$Γ$点附近占主导地位，但立方RSOC在较高能量的反交叉区域变得显著。我们发现，线性RSOC源于结构反转不对称（SIA），而立方项是由SIA和体积不对称引起的。此外，SOC的强度显示出一个惊人的依赖于可调异质结构参数，如STO的厚度和界面电场，这归因于附近的LAO/STO界面的量子限制效应。线性和立方RSOC的计算值与以前的实验结果一致。
2020-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable phase diagram and vortex pinning in a superconductor-ferromagnet bilayer
我们观察了[Co/Pt]_8/Nb铁磁/超导双层膜在特殊退磁过程中的相图和涡旋钉扎的演化。它诱导了具有相等的正/负畴的畴宽的连续和可逆的变化，使得能够观察预测的可调相图。可调域图案也系统地影响涡旋钉扎。我们确定了涡旋钉扎激活能与磁畴宽度、温度和磁场的关系。
2010-07-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Impact of the crystal orientation on spin-orbit torques in Fe/Pd bilayers
铁磁（FM）/非磁（NM）异质结构中的自旋轨道力矩提供了更节能的手段来实现自旋逻辑器件;然而，它们的强度由异质结构界面决定。本文研究了晶体取向对不同Fe/Pd双层体系自旋-轨道力矩效率的影响。自旋扭矩铁磁测量的证据表明，阻尼类扭矩效率是在外延比在多晶双层结构，而类场扭矩是可以忽略不计的所有双层结构。阻尼力矩的强度随双层外延质量的降低而降低。这一发现为磁异质结构中自旋轨道矩的增强提供了新的思路。
2019-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quasi van der Waals Epitaxy of Rhombohedral-stacked Bilayer WSe2 on GaP(111) Heterostructure
本研究通过分子束外延在GaP(111)B衬底上制备出菱方堆叠双层WSe₂，经多种表征验证其结构与价带特性，为该类异质结构的基础研究与器件应用奠定基础。
2023-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin and Valley Polarized Multiple Fermi Surfaces of α-RuCl$_3$/Bilayer Graphene Heterostructure
本研究分析了$α$-RuCl$_3$/双层石墨烯异质结构的输运性质，揭示了由自旋选择性能带杂化引起的自旋和谷极化多重空穴型费米口袋，确立了该异质结构作为工程化低能能带结构的杰出平台。
2023-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Gate-tunable Capacitance in Van der Waals Heterostructures
该研究在石墨烯/hBN异质结中发现了反常栅极可调电容引起的滞回现象，通过对照实验证明其可能源于hBN材料，为理解其反常铁电性及设计忆容器等新型存储器件提供了新见解。
2025-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable metal-insulator transitions in bilayer graphene by thermal annealing
在高真空条件下，在400 K热退火后，在双层石墨烯中观察到可调谐的和高度可重复的金属-绝缘体转变。在退火之前，样品在研究的整个温度范围内都是金属的。在退火时，导电性从金属变为绝缘体，并且转变温度是退火时间的函数。原始金属状态可以通过暴露于空气中恢复，从而通过吸收水蒸气引起电子特性的变化，这使得石墨烯成为传感器应用的技术上有前途的材料。
2012-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Proximity-induced topological transition and strain-induced charge transfer in graphene/MoS2 bilayer heterostructures
石墨烯/MoS 2异质结构通过将石墨烯纳米片和单层MoS 2组合而形成。由于层之间的弱范德华相互作用，两个组成单层的电子特征在所得异质结构中相当好地保留。然而，MoS 2的接近在石墨烯中诱导强度约为1 meV的强自旋轨道耦合效应，这比原始石墨烯的固有自旋轨道耦合大近三个数量级。这打开了石墨烯中的带隙，并进一步导致狄拉克点附近的自旋非简并带的反交叉。晶格无公度石墨烯/MoS 2异质结构表现出有趣的莫尔条纹，在实验中已经观察到。异质结的电子能带结构对双轴应变和层间扭曲非常敏感。尽管石墨烯的狄拉克锥保持完整，并且在环境条件下石墨烯和MoS 2层之间没有发生电荷转移，但在石墨烯/MoS 2异质结构中可以实现应变诱导的电荷转移。施加栅极电压揭示了石墨烯/MoS 2异质结构中拓扑相变的发生。在本章中，我们讨论了石墨烯/MoS 2异质结构的晶体结构，层间效应，电子结构，自旋态，以及应变和衬底邻近对电子性质的影响。我们进一步提出了不同的拓扑量子相的石墨烯/二硫化钼异质结构的概述和审查在这一领域的最新进展。
2018-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Implementation of the bilayer Hubbard model in a moiré heterostructure
该研究在反平行 MoSe₂/WS₂ 莫尔异质结构中实现交错双层三角电子晶格，逐层填充并观测到强自旋关联，为双层 Hubbard 模型及可调 RKKY 磁性研究提供平台。
2024-04-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tunable Magnetism and Insulator-Metal Transition in Bilayer Perovskites
二维（2D）过渡金属氧化物钙钛矿极大地扩展了可用的2D多功能材料系统的领域。在这里，基于密度泛函理论计算，我们预测的存在下，伴随着绝缘体-金属相变双层$KNbO_{3}$和$KTaO_{3}$通过施加应变工程和/或外部电场。我们的研究结果将有助于少层过渡金属氧化物钙钛矿在新兴的自旋电子学和应变电子学中的应用。
2020-10-09 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Gate tunable light-matter interaction in natural biaxial hyperbolic van der Waals heterostructures
最近在范德华晶体（如$α$ $_3$）中发现的天然双轴双曲性，由于其深亚波长声子极化激元，为中红外纳米光子学开辟了新的途径。然而，一个重大的挑战是这些双曲声子极化激元缺乏主动可调谐性。在这项工作中，我们研究了石墨烯和$α$ $_3$的异质结构，通过静电门控在中红外光谱区主动可调谐的混合等离子体声子极化激元模式。我们观察到一个独特的传播方向相关的石墨烯等离激元与双曲声子极化激元的石墨烯化学势的实验可行的值杂交。我们进一步报告了可调谷量子干涉在这个系统中的应用，由于这些混合模式的形成，具有较宽的工作带宽。这项工作提出了一种无光刻的替代方案，使用亚波长厚的自然双轴双曲材料进行主动可调谐的各向异性自发发射增强。
2022-01-25 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Engineering nonlinear Hall effect in bilayer graphene/black phosphorus heterostructures
本研究通过堆叠双层石墨烯与黑磷打破对称性，实现了可持续至室温的非线性霍尔效应，并发现其符号反转源于贝里曲率偶极子与外在散射，为非线性量子器件应用提供了新途径。
2025-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charge-separated electron-hole liquid in transition metal dichalcogenide heterostructures
被认为是基于过渡金属二硫属化物的单层（双层）的II型异质结构中的电子空穴液体的形成的可能性。它表明，额外的山谷中的导带，这是存在于双层，需要其观察。用变分法求出了层间激子的结合能。给出了电子-空穴液体复合线形状的解析公式。
2022-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
From incommensurate bilayer heterostructures to Allen-Cahn: An exact thermodynamic limit
本文完整严格地推导了扭转2D双层异质结构的机械能，在连续和不连续连续统极限下，通过线弹性理论近似和对势层间耦合，将模型简化为修正的Allen-Cahn泛函，并严格控制误差及提供收敛速率。
2024-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci math-ph
Symmetry-Tunable Environment in Functional Ferroic Heterostructures
我们展示了氧化物异质结构的生长后对称性控制的概念。功能氧化物夹在两个铁电层之间，并且通过层选择性电场极化可逆地打开或关闭氧化物成分的位置处的反转对称性。该过程的功能性通过光学二次谐波产生来监测。我们的方法被认为是其他材料和对称性的推广。因此，我们建立铁电三层结构作为器件组件，其中磁驱动的电荷，自旋和应变相关的功能可以被激活和停用。
2013-08-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electrically Tunable Spin Exchange Splitting in Graphene Hybrid Heterostructure
Sungkyunkwan University（成均馆大学）；Kangwon National University（江原国立大学）；Pusan National University（釜山国立大学）；Ewha Womans University（梨花女子大学）
石墨烯混合异质结构中通过电场调控实现了可调自旋交换分裂，为自旋电子器件提供新机遇。
2025-12-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Molecular Origins of Exciton Condensation in Van der Waals Heterostructure Bilayers
本研究通过基于约化密度矩阵的电子结构方法，在MoSe$_2$-WSe$_2$分子片段中观察激子凝聚的微观起源，发现层对齐和层间距离影响非经典长程有序，为设计高效能量传输材料提供机理指导。
2024-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Strain-tunable band gap in graphene/h-BN hetero-bilayer
利用局域密度近似（LDA）下的全势密度泛函方法，预测了在平面内均匀双轴应变作用下，石墨烯/六方氮化硼异质双层（C/h-BN HBL）的带隙和准粒子有效质量可以实现机械可调.虽然提供了一个可能的原因，实验观察到的无间隙的原生石墨烯类电子性能的C/h-BN HBL，理论上具有窄带隙，我们建议一个示意性的实验验证我们的结果，可能会发现应用在纳米机电系统（NEMS），纳米光机械系统（NOMS）和其他纳米器件的基础上的C/h-BN HBL。
2012-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dislocations in twistronic heterostructures
本文为具有平行和反平行晶胞排列的扭转双层异质结构中的位错网络发展了介观理论，求得了不全位错和全位错的位移场、能量及宽度的解析或半解析解，并确定了moire图案强/弱弛豫的参数空间区域。
2024-04-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable valley and spin splittings in $\rm VSi_2N_4$ bilayer
谷值自由度和自旋自由度的控制和操纵在基础研究和先进信息技术中引起了极大的兴趣。与磁装置相比，非常期望实现谷值和自旋的更节能的电控制。使用第一性原理计算，我们证明了可调谷和自旋简并分裂在$\rm VSi_2N_4$双层膜，与援助的分层结构和相关的电控制。根据不同的层间磁耦合和堆叠顺序，$\rm VSi_2N_4$双层膜表现出谷和自旋简并的各种组合。在垂直电场的作用下，简并分裂的符号和幅度都变得高度可调。结果，可以选择性地实现一系列具有不同谷值和自旋指数的反常霍尔电流。这些有趣的特性为基于多个电子自由度之间的耦合设计节能设备提供了一种实用的方法。
2022-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable magnetic interaction at the atomic scale in oxide heterostructures
我们报告的一些结构相同，但化学上不同的过渡金属氧化物的系统研究，以确定如何材料的特定属性，如组合物和应变影响异质结构的界面处的属性。我们的研究考虑了一系列的结构，包含两层铁磁SrRuO3，与反铁磁绝缘锰氧化物夹在中间。结果表明，如何控制界面铁磁性的强度和相对取向的关联电子材料的方法，通过价态变化和衬底诱导的应变，分别。
2010-10-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Second harmonic generation control in twisted bilayers of transition metal dichalcogenides
过渡金属二硫属化物（TMD）异质双层中的扭转角是一个强制性的自由度，决定了电子相关性和莫尔激子的横向约束周期。在这里，我们进行偏振分辨二次谐波产生（SHG）光谱的MoS 2/WSe 2异质结构。我们证明，通过选择合适的激光能量的两个单层之间的扭曲角可以直接测量组装异质结构。我们表明，从异质结构的SHG信号的振幅和偏振度的层之间的扭曲角和激子共振在SH能量确定。对于扭转角接近于零的异质结，我们观察到激子共振能量的变化和新的共振的出现在线性和非线性极化率。
2021-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Continuously Tunable Berry Phase and Valley-Polarized Energy Spectra in Bilayer Graphene Quantum Dots
Berry相位在决定量子系统的许多物理性质中起着重要的作用。然而，量子系统的Berry相变能谱是比较罕见的。在这里，我们报告了一个不寻常的可调谷极化的能量谱连续可调贝里相伯纳尔堆叠的双层石墨烯量子点。在我们的实验中，电子轨道态的Berry相位被垂直的磁场从π到2 π连续地调谐。当Berry相位等于π或2 π时，两个不等价谷中的电子态是能量简并的。通过改变Berry相位为π的非整数倍，在我们的实验中检测到大的和连续可调谐的谷偏振能谱。所观察到的Berry相位诱导的谷分裂，在1 T的磁场下约为10 meV，比自旋的塞曼分裂大约100倍，从而揭示了基于石墨烯的谷电子学。
2021-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Twist-tunable spin control in twisted bilayer bismuthene
本文通过第一性原理计算发现，扭转角可作为控制旋钮调节双层铋烯的能带结构和自旋纹理，实现半导体与金属行为切换，并在能带墨西哥帽形状中诱导出通常需巨大电场才能获得的扭转可调劈裂，为未来铋基自旋电子器件提供了新见解。
2024-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
