Observation of intervalley biexcitonic optical Stark effect in monolayer WS2
量子材料的相干光修整提供了控制其电子性质的技术优势，例如单层过渡金属二硫属化物（TMD）中的电子谷自由度。在这里，我们观察到一种新的类型的光学斯塔克效应在单层WS2，这是介导的谷间双激子下的蓝失谐驱动与圆偏振光。我们发现，这样的螺旋光驱动不仅诱导激子能量下移的激发谷，但也会导致异常的能量上移在相反的谷，这通常是禁止的激子选择规则，但现在可以通过谷间双激子。这些发现揭示了关键的，但迄今被忽视的，双激子耦合的两个看似独立的谷，并提高谷电子学的光学控制的作用。
2017-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dissecting intervalley coupling mechanisms in monolayer transition metal dichalcogenides
Politecnico di Milano（米兰理工大学）；Technische Universität Berlin（柏林工业大学）；Columbia University（哥伦比亚大学）；University of Luxembourg（卢森堡大学）；CNR-IFN（意大利国家研究委员会纳米科学研究所）
本研究通过实验与模拟解析单层过渡金属二硫化物中层间耦合机制，揭示声子辅助散射在激子圆二色性衰减中的作用，并发现高效单自旋翻转机制。
2025-09-26 cond-mat.mes-hall
Electrical control of intervalley scattering in graphene via the charge state of defects
我们通过低温输运测量研究了缺陷石墨烯中的谷间散射。当缺陷带电时，散射率被强烈抑制。这一发现突出了“屏蔽”的短程部分的潜在的远程部分。吸附钙的石墨烯的实验证实了长程库仑势的作用。这种效应适用于其他多通道系统，只要缺陷的电荷状态可以电调谐。我们的研究结果提供了一种手段，以电控制谷弛豫和谷动力学在谷电子材料具有重要意义。
2016-02-21 cond-mat.mes-hall
Fermi arcs formation in Weyl semimetals: the key role of intervalley interaction
我们提出了一个分析模型描述费米弧表面状态观察到的外尔半金属的最新研究。有效的两谷哈密顿量补充的边界条件，同时考虑到intravalley和intervalley界面的相互作用。我们证明，后者是至关重要的表面状态的形成具有与实验数据一致的形式。根据谷内和谷间相互作用的大小和相互作用，费米弧连接两个附近或遥远的山谷。此外，额外的费米轮廓（不与韦尔点相交的闭合曲线）的出现可以用最简单的四谷近似来理解。这些结果为寻找外尔半金属在外场作用下的新效应提供了可能。
2017-02-26 cond-mat.mes-hall
Quenching of Intervalley Exchange Coupling in the Presence of Momentum-Dark States in TMDCs
过渡金属二硫属化物的单层是用于谷电子应用的有前景的材料，因为它们在具有不同自旋的非等效$K$和$K'$点处具有两个可单独寻址的激子跃迁，可选择性地用相反圆偏振的光激发。在这里，它是至关重要的，以了解这些光注入谷激子的寿命确定的基本过程。在这项研究中，我们进行微观计算的基础上的海森堡运动方程形式主义调查的效率谷间耦合的存在下（基于W的TMDC）和不存在下（基于Mo的TMDC）的能量低躺动量暗激子态。虽然我们预测的山谷激子寿命的订单上的一些几百fs的情况下，低洼的动量暗态，我们证明了一个强大的淬火的存在下，这样的国家的山谷寿命。
2019-08-29 cond-mat.mes-hall
Ultrafast dynamics in monolayer TMDCs: the interplay of dark excitons, phonons and intervalley Coulomb exchange
理解过渡金属二硫族化物半导体中谷之间的超快耦合和弛豫机制对于未来的谷电子器件至关重要。最近的超快泵浦-探测实验表明，在能量较低的激子$A$跃迁的光激发后，在激子$B$跃迁处出现了不直观的显着漂白。在这里，我们提出了一个可能的微观解释这个令人惊讶的效果。它是基于交换耦合和声子介导的热化到暗激子状态的联合行动，并不涉及人口的B激子。我们的工作演示了如何在飞秒时间尺度上的谷内和谷间耦合支配的二维半导体的光谷响应。
2019-08-27 cond-mat.mes-hall
Intervalley Scattering of Interlayer Excitons in a MoS$_2$/MoSe$_2$/MoS$_2$ Heterostructure in High Magnetic Field
固体中载流子的能量色散的简并极值（也称为谷）可以被视为二元量子自由度，其可以潜在地用于在基于过渡金属二硫属化物的范德华异质结构中实现谷电子概念。利用磁光致发光光谱，我们对MoS $_2$ /MoSe $_2$/MoS $_2$异质结中层间激子的谷极化和去极化机制有了更深入的了解.我们考虑交换相互作用和声子介导的谷间散射在塞曼分裂能级组成的系统之间的相互作用，作为磁场的函数的非平凡行为的谷极化。我们的研究结果代表了一个关键的一步，了解层间激子的性质，与原子薄valleytronic器件的实施具有强烈的影响。
2018-05-25 cond-mat.mes-hall
Multipath optical recombination of intervalley dark excitons and trions in monolayer WSe$_2$
已知过渡金属二硫属化物（TMD）中的激子和激子（或激子-极化子）主要通过谷内跃迁衰减。电子空穴复合跨越不同的山谷也可以发挥重要作用的激子动力学，但谷间跃迁很少观察到单层TMD，因为他们违反了动量守恒。在这里，我们揭示了暗激子和trions通过一个以上的路径在单层WSe $_2$谷间复合。我们观察到谷间暗激子，它可以通过缺陷散射或手征声子发射的帮助下复合。我们还发现，一个trion可以在两个不同的路径衰减-通过intravalley或intervalley电子空穴复合-到两个不同的最终谷态。虽然这两条路径都是能量简并的，但我们可以通过在磁场作用下提升谷简并来区分它们。此外，谷内和谷间的三振子跃迁分别耦合到带中心和带角的手征声子，产生不同的声子副本。暗激子和trions观察到的多径光学衰减提供了很多洞察trions的内部量子结构和复杂的激子相互作用与缺陷和手性声子在单层谷半导体。
2020-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strong intervalley mixing between copropagating quantum Hall edge channels in a silicon MOSFET
NTT, Inc.（日本电信电话株式会社）
研究硅 MOSFET 中同向传播谷边缘通道间的跃迁，通过设置体填充因子观察到强谷间混合，跃迁概率近 1/2，不同自旋取向边缘通道间跃迁概率可忽略不计，证明谷间耦合能为谷边缘通道提供类似分束器操作，助力紧凑硅量子霍尔干涉仪。
2026-07-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Metallic behaviour in SOI quantum wells with strong intervalley scattering
谷的基本性质最近吸引了越来越多的关注，由于电子在新的和局部材料拥有这种程度的自由和最近的建议valleytronics设备。在硅MOSFET中，这种兴趣有着更长的历史，因为谷自由度已被确定为观察二维有争议的“金属行为”的关键参数。然而，虽然最近已经证明，解除谷简并可以破坏金属的行为，很少有人知道谷间散射的作用。本文证明了在绝缘体上硅（SOI）量子阱中存在强间隔散射时可以观察到金属行为。量子校正方面的导电性分析表明，SOI中的相互作用比传统MOSFET中的强得多，尽管谷间散射很强，但仍导致金属行为。在AlAs、1硅2- 4石墨烯等材料中操纵谷自由度的前景，
2015-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intervalley scattering of excitons and trions in monolayer WSe$_{2}$ under strong excitation
单层过渡金属二硫属化物提供了谷自由度的光学控制的可能性。为了评估这些材料在应用中的潜力，详细的知识谷动力学是必不可少的。在这项工作中，我们应用低温时间分辨光致发光（PL）测量研究激子谷弛豫动力学，特别是在强激发下的行为。在最低激发功率下，谷间散射时间为$\simeq 50$ ps，但在最高功率下缩短超过2倍。我们将这种加速归因于激子系统的加热或致密激子气体的存在，这可能会影响激子谷特性。此外，我们还分析了激子和激子的光致发光动力学。我们发现，PL衰减的所有峰是双指数和近似独立的激发功率。我们把短衰变归因于辐射复合和逃逸到暗态的储存器。长的衰减归因于激子从储层转移回来。首次计算了$\simeq$ 10 ps的激子PL衰减时间。后一个过程是谷守恒的，发生在$\simeq$ 50 ps的时间尺度上。
2015-07-02 cond-mat.mes-hall
Intervalley biexcitons and many-body effects in monolayer MoS2
两个激子之间的相互作用可以导致形成束缚准粒子，称为双激子。它们的性质由组成激子决定，其轨道和自旋状态类似于原子。单层过渡金属双硫族化物（TMD）是一种独特的体系，激子获得了一个新的自由度，谷赝自旋，从它可以创建一个新的谷间双激子。这些双激子包括来自不同谷的两个激子，其不同于常规半导体中的双激子，并且在原子和分子系统中没有直接的类似物。然而，他们的谷属性是无法访问传统的传输和光学测量。在这里，我们报告的观察谷间双激子在单层TMD二硫化钼使用超快泵浦-探测光谱。通过施加具有不同螺旋度的宽带探测脉冲，我们确定了两种谷间双激子，具有60 meV和40 meV的大结合能。此外，我们还揭示了双激子成对相互作用以外的影响，其中激子能量红移在激子密度增加，表明它们之间存在多体相互作用。
2015-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Valley depolarization in monolayer WSe2
本文系统地研究了WSe_2单层膜在不同温度、不同激发能和不同激子密度下的圆极化特性。实验证实WSe 2的谷去极化是由谷间电子-空穴交换相互作用决定的。更重要的是，观察到了谷圆极化率与激发功率密度的非单调关系，为激子谷间散射率与激发激子密度的非单调关系提供了实验依据。我们的实验观察的物理起源已被提出，这是在类比的D 'yakonov-Perel'机制，是在传统的GaAs量子阱系统的操作。我们的实验结果对于理解原子薄过渡金属双硫族化合物的谷赝自旋弛豫具有重要意义。
2015-03-11 cond-mat.mes-hall
Intervalley quantum interference and measurement of Berry phase in bilayer graphene
Bernal堆叠双层石墨烯中的手性准粒子具有2π的谷对比Berry相。这种非平凡的拓扑结构，与赝自旋缠绕在一个封闭的费米表面，是负责各种新的电子特性，如反克莱因隧穿，非传统的量子霍尔效应，和谷霍尔效应1 -6。在这里，我们表明，由于原子缺陷/杂质引起的谷间散射的量子干涉提供了进一步的见解双层石墨烯的拓扑性质。在具有相反手征性的不同谷之间的散射手征准粒子经历赝自旋的旋转，导致具有波前位错的Friedel振荡。位错的数量反映了赝自旋织构的信息，因此可以用来测量Berry相。正如实验和理论所证明的，根据不同子晶格处的原子缺陷/杂质，弗里德尔振荡可以表现出N = 4、2或0的额外波前，表征双层石墨烯的2π Berry相。我们的结果不仅提供了一个全面的研究双层石墨烯谷间量子干涉，但也揭示了赝自旋物理。
2020-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intervalley coherence and flavor polarization in three-valley moiré systems
Max Planck Institute for Solid State Research（马克斯·普朗克固体研究所）；Technische Universität München（慕尼黑工业大学）；University of Stuttgart（斯图加特大学）
研究扭曲相同材料形成的莫尔超晶格中，电子低能自由度位于M点附近的相互作用诱导对称性破缺，识别并分类味极化态和多种谷间相干序，发现谷间相干不稳定性在强耦合和中等带宽下均可能出现。
2026-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Detection of valley polarization in graphene by a superconducting contact
因为石墨烯的能带结构中的谷通过时间反转对称性相关，所以来自一个谷的电子在与超导体的结处被反射为来自另一个谷的空穴。我们展示了如何Andreev反射可以用来检测由磁场产生的边缘状态的谷极化。在没有谷间弛豫的情况下，最低量子霍尔平台上结的电导G_NS=2（e^2/h）（1-cos（Theta））完全取决于接近和离开超导体的边缘态的谷同旋之间的角度Theta。如果超导体只覆盖一条边，则θ =0，没有电流可以进入超导体。G_NS的测量然后确定谷间弛豫时间。
2006-12-29 cond-mat.mes-hall
Spin and valley waves in Dirac semimetals with population imbalance
我们发现一个谷间波集体模式在二维和三维狄拉克半金属中存在的山谷人口不平衡。该模式的色散关系是无隙的，在小频率下与波矢的平方成正比，与电子-电子交换相互作用能成反比。谷波作为外部场的能量增益源，产生谷间跃迁。自旋波模拟讨论的情况下，半金属与非平衡自旋取向。
2019-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Prolonging Valley Polarization Lifetime through Gate-Controlled Exciton-to-Trion Conversion in Monolayer Molybdenum Ditelluride
单层2D半导体由于通过螺旋度特定光束的谷寻址能力而为谷电子学提供了有吸引力的选择。但是激子的短谷寿命阻碍了潜在的谷电子应用。在本文中，我们展示了一种延长谷寿命的策略，通过有效的栅极控制，并利用更长的谷寿命的激子比激子的trions转换激子。在连续波实验中，我们发现谷极化随着栅极电压远离电荷中性而增加，谷极化的程度从接近零增加到激子的38%和trions的33%。这是首次在没有磁场的情况下成功观察到MoTe 2的谷极化。在泵浦-探测实验中，我们发现当栅电压偏离电荷中性时，激子的谷间散射过程被显著抑制，散射时间从0.85 ps到~ 2.17 ps。相比之下，trions的谷间散射率增加，由于增加的可用性的伙伴电荷trion自旋翻转，与散射时间从1.39 ns下降到100 ps远离电荷中性。有趣的是，我们的研究结果表明，尽管加速谷间散射，trion极化度增加，由于极化trion产生从激子到trion转换超越谷间trion散射。重要的是，有效的激子到三振子转换改变了占主导地位的去极化机制。其结果是，谷寿命显着提高了1000倍，从激子到trions在电荷中性。我们的研究结果揭示了激子和激子的去极化动力学和各种去极化通道的相互作用，并提供了一个有效的策略，延长谷极化。
2021-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Physical mechanisms of interface-mediated intervalley coupling in Si
硅中的导带简并对基于自旋量子比特的量子计算是不利的，对于自旋量子比特，非简并的基态轨道态是期望的。这种简并性在与绝缘体的界面处被解除，因为导带最小值的空间突变导致谷间散射。我们提出了一个理论研究的界面诱导的谷分裂在Si中，提供了简单的标准，最佳的制造参数，以最大限度地提高这种分裂。我们的工作强调了不同的界面相关的属性的谷分裂的相关性。
2009-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Intervalley scattering of graphene massless Dirac fermions at 3-periodic grain boundaries
我们研究了低能量载流子如何从周期性和线性石墨烯晶界上散射，这些晶界沿着锯齿形方向取向，其周期性是原始石墨烯的三倍。这些缺陷将两个狄拉克点映射到同一位置，从而允许谷间散射发生。从石墨烯的第一近邻紧束缚模型开始，我们展示了如何计算石墨烯的无质量狄拉克费米子在这样的晶界上所看到的边界条件。我们举例说明这个过程的3周期五边形只有晶界，然后计算出低能电子散射这个线性缺陷。我们还计算了在晶界区域的狄拉克费米子看到的有效广义势。
2016-10-22 cond-mat.mes-hall
Aharonov-Bohm effect and broken valley-degeneracy in graphene rings
本文从理论上分析了由石墨烯构成的Aharonov-Bohm环的电子性质。我们表明，环约束和施加的磁通量的组合效应提供了一种可控的方式来解除轨道简并起源于两个山谷，即使在没有谷间散射。该现象对围绕封闭的石墨烯环循环的持续电流以及环电导具有可观察到的后果。我们明确证实了这一预测分析的一个圆形的环与光滑的边界建模的空间依赖的质量项的狄拉克方程。这个模型描述了零或弱谷间散射的环，使得谷内的同位旋是一个好的量子数。通过通量对谷简并度的可调谐破坏允许谷等旋的受控操纵。我们比较我们的分析模型，另一种类型的环具有较强的谷间散射。对于后一种情况，我们研究了一个环的六角形形式与格终止锯齿形边缘数值。我们发现，六角形环的轨道简并仍然可以控制通过通量，类似的环与质量限制。
2007-09-28 cond-mat.mes-hall
Spin transport in n-type single-layer transition metal dichalcogenides
过渡金属二硫属化物（TMD）电子能谱的谷不对称性源于自旋轨道耦合。在K和K'谷中存在符号相反的自旋-轨道场，再加上谷间散射的可能性，导致了非平凡的自旋动力学。这种动力学反映在非局部电阻对外部磁场的依赖性（Hanle曲线）中。我们从理论上计算了TMD中的Hanle形状。看来，不像传统的材料没有谷不对称性，汉勒形状在TMD是不同的正常和平行的外部场的取向。对于正常取向，它有两个峰的慢谷间散射，而快速谷间散射的形状是常见的。对于平行取向，Hanle曲线在零场处呈现尖点。这个尖点是一个缓慢衰减的谷非对称模式的自旋动力学的签名。
2016-02-13 cond-mat.mes-hall
Diffusion on edges of insulating graphene with intravalley and intervalley scattering
石墨烯中的带隙工程可以打开通向晶体管器件的路线，其中电流可以随意地关闭和打开。然而，人们可能会问，单独的半导体带隙是否足以淬灭石墨烯中的电流。在本文中，我们证明，尽管体带隙石墨烯仍然可以沿着样品边缘具有金属电导（只要它们短于本地化长度）。我们发现这对于单层石墨烯具有无带隙的传播边缘状态，即使在存在体带隙的情况下，其具有无带隙的传播边缘状态。通过产生谷间散射，样品无序降低了边缘电导。然而，对于弱散射，出现了金属区，每个自旋的扩散电导G =（e^2/h）（l_KK' / L），其中l_KK'是由于谷间散射引起的输运平均自由程，L >> l_KK'是边长。我们还考虑到平滑无序（例如，由远程电离的杂质在基板上）的谷内散射。谷内散射虽然对弹性准粒子寿命有贡献，但对G.
2012-11-09 cond-mat.mes-hall
Circular dichroism in two-dimensional BC$_6$N and B$_3$C$_2$N$_3$ in absence of intervalley excitonic coupling
本研究采用GW计算结合Bethe-Salpeter方程，发现二维BC$_6$N和B$_3$C$_2$N$_3$在极小谷间散射下兼具大激子结合能与谷极化能力，有望用于先进光学器件和信息存储技术。
2023-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Method of envelope functions and intervalley Γ-X_z interaction of states in (001) III-V semiconductor heterostructures
本文用kp方法分析了（001）晶格匹配的III-V族半导体异质结导带态的谷间Γ-X_z相互作用问题。本文系统地选择了一个便于展开的波函数基，导出了包络函数的多带方程组，然后用幺正变换将其化为三个谷（Γ_1，X_1，X_3）的三个方程组。谷间的Γ-X_z混合用局域在异质结上的短程势描述。决定Γ-X_z混合强度的参数的表达式明确地包含了结构的化学成分分布，因为突变异质结的混合比化学成分连续变化的结构自然更强。结果表明，存在强度与Γ_1-X_3相互作用相当的直接相互作用。由于X_1谷的能量远低于X_3谷，因此在解释隧道实验和光学实验时必须考虑到这一点。
2001-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hole spin relaxation in bilayer WSe$_2$
我们研究了双层WSe $_2$中由于外加垂直电场引起的Rashba自旋轨道耦合引起的空穴自旋弛豫。双层WSe $_2$中的Rashba自旋轨道耦合系数是由相应的单层WSe中的Rashba自旋轨道耦合系数构造的。与单层WSe $_2$相反，双层Rashba自旋轨道耦合的面外分量充当具有相反方向但在两个谷中具有相同值的类塞曼场。对于面内自旋，这种类塞曼场与谷间空穴-声子散射共同打开了一个谷间自旋弛豫通道，即使在低温下，这种弛豫通道也能主导双层WSe $_2$的面内自旋弛豫.对于面外自旋，该类塞曼场由两个谷中相同的Hartree-Fock有效磁场叠加，因此获得两个谷之间不同的总有效磁场。在低温和低空穴密度条件下，由于大自旋极化时的总场相差较大，当谷间空穴-声子散射较弱时，两个谷的面外自旋弛豫时间不同.这种自旋弛豫时间的差异可以通过增加温度或空穴密度来增强谷间空穴-声子散射来抑制。此外，在大自旋极化和低温下，由于谷内空穴-声子散射较弱而空穴-空穴库仑散射较强，自旋快速进动导致准热空穴费米分布，其特征是有效热空穴温度大于温度，这也增强了谷间散射.在这个过程中，有趣的是发现，在两个山谷中最初相等的空穴密度在时间演化中被打破，并建立了谷极化。....
2015-06-15 cond-mat.mes-hall
Exciton states in a circular graphene quantum dot: magnetic field induced intravalley to intervalley transition
采用组态相互作用（CI）方法，计算了圆形石墨烯量子点（CGQD）中激子态的能谱、波函数、结合能和振子强度随磁场的变化关系.我们预测：（1）由于几何约束、磁约束和减少屏蔽的组合，CGQD中的激子效应非常显著;（2）两种类型的激子（谷内和谷间激子）存在于CGQD中，因为石墨烯中的谷自由度;（3）由于单电子空穴对称性的不同，谷内和谷间激子态表现出不同的磁场依赖性。（4）随着磁场的增加，CGQD中的激子基态发生谷内到谷间的跃迁，并伴随着角动量的变化，（5）由于几何约束和磁约束之间的竞争，激子结合能并不随磁场单调增加;（6）磁场可以调谐谷间和谷内激子的光学跃迁，实现谷依赖激子跃迁。
2016-12-23 cond-mat.mes-hall
Anomalous Enhancement of the Boltzmann Conductivity in Disordered Zigzag Graphene Nanoribbons
利用玻尔兹曼方程方法研究了无序锯齿形石墨烯纳米带在非相干态下的导电性。锯齿形纳米带的能带结构包含两个能谷，每个能谷都有一个多余的单向通道。关键的一点是，由于存在多余的单向通道，两个传播方向的导电通道的数量是不平衡的，在每个谷。有人指出，作为这种不平衡的结果，一个完美的传导通道是稳定的相干制度，如果谷间散射是不存在的。我们表明，即使在非相干制度，电导率是有害的增强，如果谷间散射是非常弱的。特别地，在没有谷间散射的极限下，无量纲电导随着带长的增加而趋于统一，就好像存在一个完美的导电通道。我们还发现，在存在电场的情况下，电子密度出现异常的谷极化。
2010-02-12 cond-mat.mes-hall
Intervalley mixing of interface excitons at lateral heterojunctions
本研究揭示过渡金属二硫化物扶手椅型横向异质结的低对称性能引发K谷间混合，阐明其对电子g因子、激子精细结构及光致发光偏振特性的调控规律，为二维异质结谷电子学与激子器件设计提供理论依据。
2024-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Valley filters using graphene blister defects from first principles
本文通过第一性原理和紧束缚模型研究石墨烯泡缺陷的谷输运性质，发现特定缺陷可抑制K到K′谷间跃迁，并利用共振散射能量分裂实现栅压调控的完全谷极化电流。
2023-08-12 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Symmetry-dependent exciton-exciton interaction and intervalley biexciton in monolayer transition metal dichalcogenides
过渡金属二硫属化合物（TMD）单层膜的多谷能带结构产生谷内和谷间激子。人们已经对这些激子有了很多了解，但基本问题仍然存在，例如如何用它们的相关性在一个统一的图像中描述它们，来自不同谷的激子如何耦合形成谷间双激子？为了解决这个问题，我们从两个激子的组成载流子-费米子之间的相互关联导出激子哈密顿量。通过点对称群的不可约表示识别激子，我们发现它们的成对相互作用依赖于相互作用激子的对称性。除了来自不同谷的激子相互吸引形成谷间双激子的情况外，它通常是排斥的。我们建立了双激子结合能与激子质量和材料及周围环境的介电特性之间的半解析关系。总的来说，通过深入了解不同激子的性质及其相关性，我们的理论模型捕获了激子相互作用特性，允许对单层TMD中谷间双激子的结构和能量特征进行全面描述。
2021-12-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intervalley electron-hole exchange interaction and impurity-assisted recombination of indirect excitons in WS$_2$ and WSe$_2$ monolayers
钨基二硫属化物单分子膜中激子态的多样性源于自旋自由度和谷自由度之间的独特相互作用。激子种类之一是间接激子（动量或谷暗），当单层是电荷中性时，其负责一系列共振。我们研究了间接激子的短程电子-空穴交换相互作用，以及杂质介导的复合机制。分析提供了在发射光谱中的零声子间接激子共振的能量和偏振的透彻理解。
2022-04-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Hall effect in spin-valley coupled monolayer transition-metal dichalcogenides
研究了过渡金属二硫属化物自旋谷耦合单层膜中的本征和非本征自旋霍尔效应。我们发现，而斜散射的贡献被抑制的大的带隙，侧跳的贡献是可比的标量和磁散射的存在下，具有相反的符号的固有的。谷间散射倾向于抑制由于相干性的损失而引起的侧跳贡献。通过调节谷内散射与谷间散射的比值，自旋霍尔电导率在空穴掺杂样品中显示出符号变化。研究了其它掺杂区的多带效应，发现在重空穴掺杂区存在符号变化，而在电子掺杂区不存在。
2013-09-19 cond-mat.mes-hall
Symmetry-forbidden intervalley scattering by atomic defects in monolayer transition-metal dichalcogenides
单层过渡金属二硫属化物（TDM; MX 2）中原子缺陷引起的谷间散射对利用其独特的谷对比特性的应用提出了严重的障碍。在这里，我们表明，原子缺陷的对称性可以引起一个非常规的保护机制，对单层TMD谷间散射。预测的谷间散射的缺陷相关选择规则可以经由傅里叶变换扫描隧道光谱（FT-STS）来验证，并且提供例如以下各项的唯一标识：原子空位缺陷（M vs X）。我们的研究结果把谷间FT-STS峰在最近的实验中的情况下，在一个不同的角度。
2018-01-03 cond-mat.mes-hall
Effect of spin-dependent tunneling and intervalley scattering in magnetic-semiconductor van der Waals heterostructures on exciton and trion polarization
Lomonosov Moscow State University（莫斯科罗蒙诺索夫国立大学）
本文研究了磁性半导体范德瓦尔斯异质结中自旋依赖隧道效应和谷散射对激子和三重态极化的影响，通过分析光致发光极化特性，揭示了自旋依赖的层间电荷转移和激子、三重态谷散射之间的相互作用，为远距离操控激子和三重态行为提供了新方法。
2026-05-19 cond-mat.mes-hall
Strain engineering of valley-polarized hybrid excitons in a 2D semiconductor
本文针对量子自由度信息编码的挑战，在单层TMDs中展示了应变可调的谷极化混合激子，其结合亮谷内与暗谷间激子优势，圆极化度提升三倍且退极化动力学减慢百倍，为谷电子学应用提供候选。
2025-02-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
Electronic and optical conductivity of kekulé-patterned graphene: Intravalley and intervalley transport
一个Kubo形式主义是用来计算的电子和光学电导率的石墨烯超晶格与Y形kekulé键纹理，类似于在最近的实验中可视化。我们发现，新的导电沟道之间的山谷在石墨烯的凯库莱扭曲打开。这种对电子输运的谷间贡献在原始石墨烯中不存在，并且在这里出现是由于狄拉克锥$K$、$K'$在彼此顶部上的折叠。详细分析了不同频率、温度、化学势和散射率极限下谷间输运对石墨烯电导率的贡献以及谷内输运的修正。我们得到的解析表达式的电导率，重现以前的表达式用于拟合实验测量石墨烯和比较直接数值评估的久保公式，发现很大的协议。谷间跃迁引起的光吸收在特定的频率处显示出最大值，该频率可以通过掺杂来调节。我们的研究结果表明，如何描述在这个系统中的谷耦合的单个参数可以通过测量石墨烯的吸光度的带间跃迁被杂质阻挡的区域中获得。最后，我们使用费米的黄金法则独立验证一些以前的结果。
2020-01-20 cond-mat.mes-hall
Valley-antisymmetric potential in graphene under dynamical deformation
当石墨烯以动态方式变形时，电子会感应出时间相关的电势。势是反对称相对于谷，和一些简单的应用中发现拉曼光谱。我们表明，谷反对称势拓宽拉曼$D$带，但不影响$2D$带，这是已经观察到的最近的实验。谷反对称势的空间导数给出了一个加速谷间声子的力场，而它对应于前面讨论的作用于电子的赝电场的纵向分量。由于谷反对称耦合常数，赝电场对电子的影响很难观察到，另一方面，对于构成$D$和$2D$带的具有$A_{1g}$对称性的谷间声子，不存在这种障碍。
2014-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intervalley splitting and intersubband transitions in n-type Si/SiGe quantum wells: pseudopotential vs. effective mass calculation
低维Si/SiGe异质结构中导带态之间的谷间混合引起名义上简并能级之间的分裂。采用对称双谷有效质量近似和经验赝势方法计算了不同类型量子阱中的电子态。这两种方法之间的一个相当好的协议被发现，前者是更快的计算。分裂除了是阱宽的振荡函数外，几乎与面内波矢无关，是界面梯度大小的增函数。虽然该模型是定义为对称的包络电位，它被证明是保持合理的准确性略有不对称的结构，如双量子阱，使它可以接受的多层子带间光学器件的模拟。在这两种近似下研究了子带间的光学跃迁，结果表明，在大多数情况下，谷分裂会导致线宽加宽，尽管在极端条件下可能会产生跃迁线双峰。
2009-07-24 cond-mat.mes-hall
Mesoscopic conductance fluctuations in graphene samples
在能量不是很接近狄拉克点的石墨烯样品中的介观电导波动的分析研究。我们证明了电导的变化$<[δG]^2>$是非常敏感的弹性散射打破山谷对称性。在没有这种散射的情况下（无序势在原子尺度上是平滑的，三角形翘曲可以忽略不计），方差$<[δG]^2 > = 4 < [δG]^2 >_\text{metal}$是常规金属的四倍，这是由于两倍的谷简并。在没有谷间散射的情况下，但对于强的谷内散射和/或强的翘曲$<[δG]^2 > =2 < [δG]^2 >_\text{metal}$。仅在强谷间散射$<[δG]^2 > = < [δG]^2 >_\text{metal}$的极限下。我们的理论解释了最近的数值结果，并可用于与现有的实验进行比较。
2008-01-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Electric-field-tunable intervalley excitons and phonon replicas in bilayer WSe$_2$
本文报道了用光致发光法直接观察到双层WSe $_2$中Q导谷和$Γ$价谷之间的谷间激子。$Γ$激子位于QK激子下方约18 meV处，并且主导双层WSe $_2$的发光。通过测量在门控电场下的激子光谱，我们发现了Q $Γ$和QK激子之间不同的层间电偶极矩和斯塔克位移。值得注意的是，我们可以使用电场在Q $Γ$和QK激子之间切换能量顺序和主导发光。Q $Γ$和QK激子都表现出明显的声子复制，其中由于激子-声子（近）共振散射和大量的双声子散射路径的存在，双声子的复制比单声子的复制更突出。我们可以通过全面的理论建模和计算来模拟副本光谱。斯塔克位移和声子副本的理论和实验之间的良好的协议，有力地支持我们的指定的Q $Γ$和QK激子。
2021-01-27 cond-mat.mes-hall
RKKY interaction and intervalley processes in p-doped transition metal dichalcogenides
研究了p型掺杂过渡金属二硫族化合物MoS $_2$和WS $_2$中的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）相互作用。我们认为磁性杂质与价带的Mo d轨道特征杂交。使用松原格林函数的形式主义，我们得到的两个杂质相互作用与他们的分离和化学势的系统，占重要的角度依赖性，反映了潜在的三角晶格对称性。在$Γ$点处包含价带谷导致相互作用的强烈增强。在不同对称点的谷之间转移动量的电子散射过程引起复杂的空间振荡图案。可变掺杂将允许探索这些材料表面上磁性杂质相互作用中相当有趣的行为，包括相互作用对称性的控制，这可以在STM实验中直接探测。
2014-09-26 cond-mat.mes-hall
Impurity-driven intervalley spin-flip scattering-induced 2D spin relaxation in silicon
通过对掺杂Si的二维电子气中电子自旋寿命的理论研究，我们强调了界面附近杂质中心电池势通过谷间电子散射引起的主导自旋弛豫机制。在低温和适度掺杂下，这种Yafet自旋翻转机制可以变得比由结构Rashba自旋轨道耦合场引起的Dyakonov-Perel自旋弛豫重要得多。由于前导级杂质诱导的自旋翻转仅发生在Si中的两个非相对谷之间，因此Si MOSFET或SiGe异质结构中的二维电子气（2DEG）系统是测试和利用这种自旋弛豫机制的天然平台，这是由于界面附近的谷分裂及其通过电门控或施加应力的可调谐性。我们提出的新的自旋弛豫机制可以解释部分的自旋弛豫的贡献，以硅为基础的2DEG系统。
2017-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Valley Order in Moiré Topological Insulators
本文研究莫尔拓扑绝缘体中谷间相干态，通过朗道能级模型揭示无间隙谷间相干态及两种有间隙态，并探讨其与分数量子自旋霍尔效应的关联。
2025-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Momentum-Resolved Exciton Coupling and Valley Polarization Dynamics in Monolayer WS$_2$
过渡金属双硫族化合物中激子态在布里渊区的耦合可以导致超快谷退极化。利用时间和角度分辨的光电发射，我们提出了动量和能量分辨的测量激子耦合单层WS $_2$。通过比较全四维（$k_x, k_y, E, t$）数据集后，线性和圆偏振激发，我们能够解开谷间和谷内激子耦合动力学。记录在激子结合能的基础上，而不是激发能，我们观察到强烈的混合之间的B $_{1s}$激子和A $_{n>1}$状态。通过谷间耦合（例如K $^-$ $\rightarrow$ K $^+$）填充的激子观察到的光电子能量和动量分布表明，占主导地位的谷去极化机制保持激子结合能和质心动量，与谷间库仑交换一致。在较长的时间尺度上，激子弛豫伴随着动量空间分布的收缩。
2022-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Transport of orbital currents in systems with strong intervalley coupling: the case of Kekulé distorted graphene
针对强谷间耦合下谷电流理论不适用的问题，以Kekulé畸变石墨烯为例，提出用轨道霍尔效应结合磁矩算符非阿贝尔描述研究轨道磁矩输运，发现其存在轨道霍尔绝缘平台，为轨道霍尔效应替代谷霍尔效应提供支撑。
2024-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The Role of Nonequilibrium LO Phonons, Pauli Exclusion, and Intervalley Pathways on the Relaxation of Hot Carriers in InGaAs Multi-Quantum-Well Structures
在InGaAs多量子阱（MQW）结构中的连续波激光激发下，随着注入载流子密度的增加，与980 nm激发相比，从光致发光提取的载流子温度对于405 nm激发上升得更快。在MQW系统中的载流子动力学的Ensemble蒙特卡罗模拟表明，这种载流子温度上升主要是由非平衡LO声子效应，与泡利排斥具有显着的效果，在高载流子密度。此外，我们发现，由于强烈的谷间传输，对于405 nm激发，很大一部分载流子驻留在卫星L谷中，这导致与排除谷间传输的情况相比，中央谷的稳态电子温度较低模型。实验和模拟之间的良好协议已被证明，并已提出了详细的分析。这项研究扩展了我们对半导体中热载流子种群动态的认识，这可以应用于进一步限制太阳能电池中的能量损失。
2023-03-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Weak localization as a probe of intervalley coherence in graphene multilayers
本研究提出利用 Drude 电导率量子修正导致的弱局域化或弱反局域化磁电导特征，作为识别石墨烯多层中不破坏时间反演对称性的自发谷间相干序的确凿实验判据。
2023-12-18 cond-mat.mes-hall
Valley-resolved Fano resonance in monolayer transition metal dichalcogenides nanoribbons with attached stubs
本文发现单层过渡金属二硫化物纳米带中，通过短桩边缘局域态与连续通道的量子干涉形成谷分辨法诺共振，实现谷极化，为谷电子学提供新途径。
2022-03-15 cond-mat.mes-hall
Electrical Spectroscopy of Intervalley Relaxation in WSe$_2$ Transistors
National Institute for Materials Science（物质材料研究机构）；Kwansei Gakuin University（关西学院大学）
提出利用多层WSe₂场效应晶体管的跨导直接电学测量谷间弛豫时间τ_iv，通过扩展平衡谷热力学框架预测三种特征信号，实现标准射频和直流仪器下的定量电学测量。
2026-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intervalley coherence and intrinsic spin-orbit coupling in rhombohedral trilayer graphene
该研究通过电子压缩率和局部磁测量探究菱方三层石墨烯的相图，发现谷不平衡轨道铁磁体与谷间相干态的竞争，揭示本征自旋-轨道耦合的作用并测得其强度，探讨了对自旋三重态超导体的意义。
2023-11-02 cond-mat.mes-hall
Effects of intervalley scatterings in thermoelectric performance of band-convergent antimonene
多谷导带或多峰价带的带收敛策略已被广泛用于寻找或改进热电材料。然而，由于多带简并而引起的声子辅助谷间散射在热电研究中往往被忽略。在这项工作中，我们研究（热）电性能的非极性单层$β$ -和$α$ -锑烯考虑全模式和动量分辨的电子-声子相互作用。我们还利用群论的方法详细分析了电子-声子矩阵元的选择规则。计算结果表明，$β$ -和$α$ -锑烯的近简并谷态之间存在较强的谷间散射，而忽略谷间散射的常用变形势近似对电子-声子散射和热电输运性质的估计是不准确的.通过考虑基于刚性带近似的完全电子-声子相互作用，我们发现，在室温下的热电优值$zT$的最大值降低到0.37在$β$ -锑烯，由5.7倍的预测值的基础上的恒定弛豫时间近似方法。我们的工作不仅提供了一个准确的预测锑的热电性能，揭示了谷间散射在确定zT的电子部分的关键作用，但也展示了热电材料的计算框架。
2020-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dissipative Transport and Phonon Scattering Suppression via Valley Engineering in Single-Layer Antimonene and Arsenene Field-Effect Transistors
二维（2D）半导体由于其独特的机械性能和增强的静电控制而成为下一代场效应晶体管（FET）的有前途的沟道材料。然而，这些器件的性能可能受到载流子和声子之间的散射过程的强烈限制，通常在2D材料中以高速率发生。在这里，我们使用量子输运模拟校准的第一性原理计算锑和砷$n$型场效应晶体管在缩放限制的耗散传输报告。我们发现，广泛使用的近似无论是弹道输运或简单的声学变形势散射的结果在大的高估的ON电流，由于忽略了占主导地位的谷间和光学声子散射过程。我们还调查谷工程战略[纳米Lett。\textbf{19}，3723（2019）]，以通过去除谷简并并经由沿Z字形方向的单轴应变抑制大部分谷间散射通道来改善器件性能。该方法适用于其他类似的二维半导体多通道传输的特点。
2021-03-30 cond-mat.mes-hall
Valley Valves at Domain Walls in Symmetry-Broken Rhombohedral Graphene
Florida State University（佛罗里达州立大学）；National High Magnetic Field Laboratory（国家高磁场实验室）；Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM), CSIC（马德里材料科学研究所，西班牙国家研究委员会）；IMDEA Nanoscience（IMDEA纳米科学研究所）；Donostia International Physics Center（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）
研究菱面体多层石墨烯中谷畴壁的输运性质，发现其表现为不可穿透的谷阀，并通过谷间相互作用实现电子透射，在超导相中谷间混合对超流至关重要。
2026-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
