Second Harmonic Generation in h-BN and MoS$_2$ monolayers: the role of electron-hole interaction
在这封信中，我们通过第一原理数值模拟表明，电子-空穴相互作用显着有助于h-BN或MoS $_2$单分子膜的二次谐波产生谱。具体而言，它使激子共振处的信号强度相对于来自独立电子跃迁的贡献加倍。这一结果表明，这些材料的二次谐波信号的强度可以通过改变介电屏蔽，控制电子-空穴相互作用的强度进行调谐。
2013-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Investigation of Band-Offsets at Monolayer-Multilayer MoS2 Junctions by Scanning Photocurrent Microscopy
MoS 2的能带结构随厚度的变化表明在单层（1 L）和多层（ML）薄膜的界面处存在能带的不连续性。这种异质结的特性进行了分析，在这里使用电流与电压的测量，扫描光电流显微镜，和有限元模拟的载流子运输。整流I-V曲线之间的接触对两侧的1 L-ML结，并观察到一个强大的偏置依赖的光电流在结。不同的载流子浓度和电子亲合势的有限元器件模拟表明，在单层/多层结的II型带对齐再现的整流电特性和偏置下的光电流响应。然而，零偏置结光电流及其能量依赖性不能用传统的光伏和光热电机制来解释，表明热载流子的贡献。
2015-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Simulation of spin-polarized scanning tunneling microscopy on complex magnetic surfaces: Case of a Cr monolayer on Ag(111)
提出了一种基于原子叠加的第一性原理自旋极化扫描隧道显微镜（SP-STM）模拟方法。我们的方法提供了偏置依赖的STM图像在高空间分辨率，与使用恒定电流或恒定高度模式的STM的能力。此外，地形和磁性的贡献可以清楚地区分，这是直接比较的SP-STM实验的结果，在差分磁模式。所提出的方法的优点是，它是计算量小，它是易于并行化，它可以采用任何从头计算电子结构代码的结果。它的能力示出的原型挫六角形反铁磁系统，在非共线磁性$120^{\circ}$ Néel状态下的Ag（111）上的Cr单层。我们的证据表明，磁对比度是敏感的尖端电子结构，这种对比度可以被逆转取决于偏置电压。
2011-11-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Molecular-beam epitaxy of monolayer and bilayer WSe2: A scanning tunneling microscopy/spectroscopy study and deduction of exciton binding energy
对二维过渡金属二硫属化物的兴趣促使了最近的一些努力，即使用分子束外延来外延生长这些材料的双金属层。然而，单层和双层WSe 2，过渡金属二硫属化物家族的重要成员，通过分子束外延方法的生长仍然未知，可能是因为难以从元素源产生钨通量。在这项工作中，我们提出了一个扫描隧道显微镜和光谱研究的分子束外延生长的WSe 2单层和双层，显示原子级平坦的外延膜，没有域边界缺陷。这与通过相同方法生长的外延MoSe 2膜形成对比，其中存在致密的畴边界缺陷网络。同一样品的单层和双层WSe 2域的扫描隧道光谱测量揭示，不仅从单层到双层的膜厚度增加时的带隙变窄，但也带弯曲效应跨越单层和双层域之间的边界。这种能带弯曲似乎是由双层岛的步骤处的边缘状态决定的。最后，将扫描隧道光谱测量的电子带隙与光致发光测量的激子发射能进行了比较，并由此估算了单层和双层WSe_2/MoSe_2中激子的结合能.
2015-06-15 cond-mat.mtrl-sci
Nonlinear Dispersion Relation and Out-of-Plane Second Harmonic Generation in MoSSe and WSSe Janus Monolayers
本文研究了MoSSe和WSSe Janus单层膜的二次和三次谐波产生，利用偏振分辨光谱测绘了完整二阶磁化率张量及非线性色散，为下一代片上多功能光子器件奠定基础。
2023-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Imaging the Quantum Capacitance of Strained MoS2 Monolayers by Electrostatic Force Microscopy
本文利用射频辅助静电力显微镜在300 MHz下区分并同时成像双轴应变MoS2单层气泡的本征量子电容与缺陷电容贡献，提出了一种非侵入式纳米级电容成像方法，可用于研究量子材料中难以测量的时空依赖现象。
2024-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of interlayer coupling and symmetry on high-order harmonic generation from monolayer and bilayer hexagonal boron nitride
高次谐波产生（HHG）是一个基本的过程，它可以简化为高能量光子的产生从一个材料受到强驱动激光场。这种高度非线性的光学过程包含了关于物质（例如气体、固体和液体）的电子结构和动力学的丰富信息。此外，由于固体的高次谐波谱可以携带电子-空穴带内动力学以及带间和带内电流动力学的信息，近年来引起了阿秒科学和凝聚态物理学家的广泛关注。本文通过分析单层和两种不同堆叠方式的双层六方氮化硼（hBN）的高次谐波产生，研究了层间耦合和对称性对二维材料的影响。这些模拟结果表明，高次谐波辐射模式强烈依赖于晶体反转对称性（IS），旋转对称性和层间耦合。
2021-12-19 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Strong and Anisotropic Third Harmonic Generation in Monolayer and Multilayer ReS$_2$
我们报道了在单层和多层ReS $_2$中观察到的强的各向异性三次谐波产生。单层ReS $_2$，$\left| χ^{(3)} \right|$的三阶非线性光学极化率为$10^{-18} $ m $^2$ /V $^2$的量级，这比六方晶格过渡金属二硫属化物如MoS $_2$的报道结果高约一个数量级.多层样品的三阶非线性光学极化率也得到了类似的幅度。的THG场的强度被发现是依赖于入射光的偏振方向的单层和多层样品。点群对称性分析表明，这样的各向异性是不期望从一个完美的$1T$晶格，必须产生的ReS $_2$晶格中的扭曲。我们的研究结果表明，三倍频测量可以用来表征二维材料的晶格畸变，晶格畸变是重要的非线性光学性质的这种材料。
2016-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Signatures of multi-band effects in high-harmonic generation in monolayer MoS$_2$
固体中的高次谐波产生（HHG）一直被吹捧为探测凝聚态系统中超快动力学和晶体对称性的一种方法。在这里，我们调查的高阶谐波产生的单层MoS $_2$的偏振特性，作为相对于中红外激光场偏振的晶体取向的函数。在几个不同的激光波长，我们实验观察到一个突出的角位移的平行极化奇谐波的能量高于约3.5 eV，我们的计算表明，这种转变起源于涉及多个导带的复合偶极子强度的细微差异。这种观察是材料的具体和除了与激光场相互作用的晶体的动力学对称性所施加的角度依赖性，并可能为探测多带复合偶极子的矢量特性铺平道路。
2022-02-15 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Many-Body effects beyond excitons in second-harmonic generation of monolayer MoS$_{2}$
University of the Basque Country UPV/EHU（巴斯克大学）；Centro de Física de Materiales, Universidad del País Vasco UPV/EHU（巴斯克大学材料物理中心）；Ikerbasque Foundation（伊卡巴斯基基金会）；Donostia International Physics Center（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）
研究单层二硫化钼二次谐波生成中多体效应，结合多体微扰理论与时间依赖电流密度泛函理论，通过动态长程线性交换关联核引入双体激发效应，再通过静态长程二次交换关联核引入三体三离子相关性，提升与实验的定量一致性和准确性。
2026-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Second-harmonic imaging of plasmonic Pancharatnam-Berry phase metasurfaces coupled to monolayers of WS2
频率转换的非线性过程，如二次谐波产生（SHG），通常遵循一定的选择规则，这是由于保持不同种类的物理量，例如，角动量对于由单层过渡金属二硫属化物（TMDC）如WS 2产生的SHG，谷激子锁定选择规则预测了交叉偏振态的SHG信号。通过将等离子体纳米结构与TMDC单层相结合，实现了由于额外的偏振转换过程而影响该非线性过程的混合超颖表面。在这里，我们观察到，等离子体超颖表面修改与TMDC的光-物质相互作用，导致相对于入射场共偏振的SHG信号，这通常是禁止的TMDC单层。我们通过将等离子体纳米棒放置在单层WS 2的顶部来制造这样的混合超颖表面，并研究了这种系统在不同参数（例如波长和偏振）下的谷激子锁定SHG发射。此外，我们显示了潜在的混合元表面定制的非线性过程中添加额外的相位信息的SHG信号使用Pancharatnam-Berry相位效应。这允许将SHG发射直接定制到远场。
2020-04-08 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
High-harmonic generation from few layer hexagonal boron nitride: evolution from the monolayer to the bulk response
二维材料提供了一个研究高次谐波产生（HHG）的通用平台，包括作为限制性情况的类体和类原子谐波产生[Tancogne-Dejean和Rubio，Science Advance \textbf{4}，eaao 5207（2018）]。了解少层半导体系统的高次谐波响应是重要的，并且可能开辟可能的技术应用。利用含时密度泛函理论框架下的第一性原理计算，我们展示了二维材料的面内和面外非线性非微扰响应是如何从单层演化到体相的.我们说明这种现象的情况下，多层六方BN层状系统。而在平面HHG被发现没有强烈改变的层的堆叠，我们发现，平面外的响应是强烈的影响所考虑的层数。这是解释由电子-电子相互作用和层间离域的波函数的HHG信号贡献最大的感应电场之间的相互作用。双层膜的滑移也会影响高次谐波发射。我们的研究结果将有重要的分歧的实验研究的单层和少层的二维材料的情况下，六方BN研究这里，因为我们发现的结果是通用的，适用于所有的二维半导体多层系统。
2018-09-07 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Electrical Control of Second-Harmonic Generation in a WSe2 Monolayer Transistor
非线性光学频率转换是光场与非线性介质相互作用产生新的光场频率，在现代光子系统中普遍存在。然而，引起这种现象的非线性电致伸缩性通常很难在给定的材料中进行调谐，到目前为止，光学非线性的动态控制仍然局限于研究实验室作为光谱工具。在这里，我们报告了一种机制，以电控制二阶光学非线性在单层WSe 2，一个原子级薄的半导体。我们表明，在A-激子共振的二次谐波产生的强度是可调的，在低温下超过一个数量级，在室温下通过静电掺杂的场效应晶体管的近4倍。这种可调谐性产生于单层半导体中的强激子充电效应，其允许对激子和trion共振处的振子强度进行异常控制。激子增强的二次谐波产生与激发激光相反的圆偏振，这是由在单层中具有相反螺旋度的双光子和单光子谷选择规则的组合引起的。我们的研究为基于二维半导体的芯片级电可调非线性光学器件的新平台铺平了道路。
2015-04-20 cond-mat.mes-hall 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
Orientation dependence of high-harmonic generation in monolayer transition metal dichalcogenides
从理论上研究了单层过渡金属二硫属化物（TMDC）中高次谐波产生（HHG）的取向依赖性。我们发现，不同于传统的固态和原子层状材料，如石墨烯，平行和垂直的发射相对于入射电场存在于TMDC。有趣的是，平行（垂直）发射主要只包含奇（偶）阶谐波。两个谐波在晶体学取向上显示出相同的周期性，但相位相反。这些特殊的行为可以理解的基础上的偶极矩在TMDC，它反映了原子轨道和晶格结构的对称性。我们的研究结果与最近的实验结果在定性上是一致的，并为固态材料的高次谐波光谱提供了可能性。
2017-06-02 cond-mat.mtrl-sci
Individual Vanadium Dopants Form Deep In-Gap States in Monolayer WS2
University of California, Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校）；University of Wisconsin – Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；National Institute for Materials Science（日本国立材料研究所）
本研究通过化学气相沉积制备V-WS2，结合多种扫描探针技术确定其钒掺杂剂形成0.35 eV深隙内态，证实V-WS2是量子信息科学与工程的有前景平台。
2026-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Detuning dependence of high-order harmonic generation in monolayer transition metal dichalcogenides
从理论上研究了单层过渡金属二硫属化物（TMDC）中高次谐波产生的失谐效应。与传统材料中的HHG相比，TMDC显示出相对于入射电场的平行和垂直发射。我们发现这种反常发射可以通过入射电场的频率失谐来人为控制，即，平行和垂直的HHG可以被多光子共振强烈增强。这一独特的现象将为TMDCs中高次谐波的控制提供一条新的途径，并将促进新型光学器件的实现。
2017-10-23 cond-mat.mtrl-sci
Domain-Selective Enhancement of Second Harmonic Generation in Monolayer MoS$_2$ via Ferroelectricity-Controlled Photodoping
Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）；University of Southern Denmark（南丹麦大学）
本研究利用铁电性控制MoS₂/LiNbO₃界面的光掺杂，实现单层MoS₂中二次谐波产生的域选择性增强，提升SHG强度约70%，为非线性光子功能提供新调控手段。
2026-08-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Theoretical study of high harmonic generation in monolayer NbSe$_2$
Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）；Pacific Northwest National Laboratory（太平洋西北国家实验室）
单层NbSe₂的HHG响应研究揭示了其偶奇谐波生成机制，通过极化控制实现潜在应用。
2025-02-26 cond-mat.mtrl-sci
Insights into radiation damage from atomic resolution scanning transmission electron microscopy imaging of mono-layer CuPcCl$_{16}$ films on graphene
迄今为止，单层有机晶体的原子分辨图像只能用扫描探针方法获得。一方面，它们通常在大块材料的表面上制备，这是无法通过（扫描）透射电子显微镜获得的。另一方面，单层有机晶体的临界电子剂量的数量级低于散装晶体，使（扫描）透射电子显微镜表征非常具有挑战性。在这项工作中，我们提出了一个原子分辨的研究单层CuPcCl \textsubscript{16}晶体下的电子束的动力学，以及通过低剂量电子显微镜获得的未损坏的分子的图像。结果显示了这种材料的2D层中的动力学和辐射损伤机制，补充了早期研究中对大块晶体的发现。此外，能够对未受损的分子晶体进行成像，可以表征由2D材料和有机分子组成的新复合材料。
2018-03-15 cond-mat.mtrl-sci
Generating high-order optical and spin harmonics from ferromagnetic monolayers
固体中的高次谐波产生（HHG）已经进入了深入研究的新阶段，设想在超短时间尺度上的能带结构映射。这在一定程度上得益于一系列新的HHG材料的发现，但到目前为止还没有发现一个重要的群体。磁性材料中的高次谐波将对未来磁存储技术的发展产生深远的影响。在这里，我们介绍和证明HHG在铁磁单层。我们发现高次谐波携带自旋信息，并且敏感地依赖于相对论自旋轨道耦合;如果将高次谐波色散到晶体动量${\bf k}$空间，则源于实跃迁的谐波可以被${\bf k}$分辨，并携带能带结构信息.几何上，HHG信号对单层的空间取向敏感。与光学对应物不同，自旋HHG虽然可能很弱，但只出现在偶数阶，这是SU（2）对称性的结果。我们的发现打开了一个未探索的前沿-磁高次谐波产生。
2018-09-03 cond-mat.mtrl-sci
Atomic and Electronic Structure of Si Dangling Bonds in Quasi-Free-Standing Monolayer Graphene
在准自立单层石墨烯（QFMLG）的界面处没有H终止的Si悬挂键是已知的散射中心，其可以严重影响载流子迁移率。在这份报告中，我们研究的原子和电子结构的Si悬挂键QFMLG使用低温扫描隧道显微镜/光谱（STM/STS），原子力显微镜（AFM），和密度泛函理论（DFT）计算。利用扫描隧道显微镜（STM）和原子力显微镜（AFM）在平台上观察到两种不同对比度的缺陷。它们的STM对比度随偏置电压而变化。在STS中，它们在不同的能量1.1和1.4 eV处显示出特征峰。与DFT计算的比较表明，它们分别对应于3和4 Si悬挂键的簇。这些结果的优化石墨烯合成的相关性进行了讨论。
2017-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Measuring the magnetization of three monolayer thick Co islands and films by X-ray dichroism
利用X射线磁圆二色性光电子显微镜（XMCD-PEEM）对Co岛和薄膜进行了表征。该技术的空间分辨率能力与原子生长控制一起允许获得具有给定厚度（3 ML）的完美平坦的三角形岛，非常接近突然的自旋重取向转变。的磁畴配置被发现依赖于岛的大小：而小岛可以磁化在一个单域状态，较大的岛屿显示更复杂的模式。此外，较大的岛的磁化模式呈现出共同的手性。通过在Co L吸收边的二向色光谱显微镜，获得了三个单层厚膜的自旋和轨道磁矩之比的实验估计。
2009-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
STM Studies of Synthetic Peptide Monolayers
我们已经使用扫描探针显微镜来研究化学合成的肽的自组装单分子膜。我们发现，肽形成一个致密的均匀的单层，上面是一个稀疏的额外的层。使用扫描隧道显微镜，可以获得亚分子分辨率，揭示构成肽的α螺旋。的性质的图像是没有显着影响的氧化还原辅因子（血红素）的肽的掺入。
1998-04-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft q-bio
Atomic and electronic structure of monolayer graphene on 6H-SiC(000-1)(3 x 3) : a scanning tunneling microscopy study
本文利用扫描隧道显微镜（STM）和光谱学（STS）研究了6 H-SiC（000-1）（3x 3）（SiC（3x 3））表面重构的石墨烯单层岛的原子和电子结构。石墨烯晶格的取向从一个岛到另一个岛发生变化。在STM图像中，这种旋转无序产生了周期在nm范围内的各种超晶格。我们发现这些超晶格是莫尔图案（MP），我们将它们的表观高度与石墨烯/SiC（3x 3）界面处的堆叠相关联。STM图像中MP的对比度对应于石墨烯层的小地形调制。从STS测量中，我们发现，衬底表面呈现出1，5 eV的宽带隙，包括费米能级。该衬底表面带隙存在于石墨烯平面下方。隧道光谱在衬底表面间隙内的岛上是空间均匀的，这表明MP不影响石墨烯的低能电子结构。我们的结论是，SiC（3 × 3）重建有效地钝化了衬底表面，并且在其上生长的石墨烯层的性质应该与理想材料的性质相似。
2009-12-04 cond-mat.mtrl-sci
Ultrasonic-assisted liquid phase exfoliation for high-yield monolayer graphene with enhanced crystallinity
本研究提出一种超声高能插层剥离的新型机械法制备单层石墨烯，经多维度表征证实其结晶度优于传统方法，且产物易分离、性能提升，为层状材料规模化高产高结晶制备提供新路径。
2024-12-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High anisotropic inserted dendritic growth during first stage of Zn monolayer deposition on Ag(111) substrate
利用俄歇电子能谱、低能电子衍射和扫描隧道显微镜研究了室温下Zn在Ag（111）衬底上的亚单层物理层沉积。我们确定了一个原始的锌高度各向异性结构的形状指状插入枝晶前面的锌单层生长。在STM观察的基础上，提出了插入枝晶生长的机制及其向层状生长转变的机制。
2021-05-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Oxidation of Monolayer WS$_{2}$ in Ambient is a Photoinduced Process
利用光学显微镜、激光扫描共聚焦显微镜（LSCM）、光致发光（PL）光谱和原子力显微镜（AFM）研究了半导体过渡金属二硫属化物（S-TMD）WS $_{2}$的化学气相沉积（CVD）单层膜在大气中的氧化行为。单层WS $_{2}$暴露于光存在下的环境条件（典型的实验室环境光数周，或典型的PL光谱图），表现出由于氧化引起的损伤，这可以用LSCM和AFM检测到;尽管由于对比度和分辨率较差，在常规光学显微镜中可能不明显。此外，这种氧化不是随机的，并且与PL光谱图中的“高对称性”和红移区域相关-这些区域被认为含有较高浓度的硫空位。相比之下，在环境和黑暗中保存的样品在长达10个月的时间内没有显示出氧化迹象。低辐照度/注量实验表明，样品进行激发能在或以上的trion激发能（532 nm/2.33 eV和660 nm/1.88 eV）氧化在短短7天，即使辐照度和注量（分别）比以前报道的低八个和四个数量级。对于760 nm/1.63 eV的光暴露，没有观察到显著的氧化，该光暴露低于WS $_{2}$中的三电子激发能。强烈的波长依赖性和明显缺乏辐照度依赖性表明，WS $_{2}$的环境氧化是由光子介导的电子带跃迁，即光氧化。这些研究结果具有重要的意义，以前，现在和未来的研究有关S-TMDs测量，存储或操纵在环境条件下。
2019-07-03 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Bound hole states associated to individual vanadium atoms incorporated into monolayer WSe$_2$
用磁性原子掺杂二维半导体是在材料中诱导磁性的一种可能途径。我们通过扫描透射电子显微镜和扫描隧道显微镜和光谱法报道了有意掺杂钒原子的单层WSe $_2$的原子结构和电子性质。大部分的V原子纳入W网站。这些V $_W$掺杂剂是带负电荷的，这引起位于价带最大值以上140 meV的局部束缚态。两种带电V $_W$掺杂剂的电子电势的重叠产生额外的间隙状态。最终，负电荷可抑制V $_W$掺杂剂上的磁矩。
2020-02-11 cond-mat.mtrl-sci
Topological-transition-driven Giant Enhancement of Second-harmonic Generation in Ferroelectric Bismuth Monolayer
Fudan University（复旦大学）；Sun Yat-Sen University（中山大学）
铁电铋单层通过拓扑转变调控实现二次谐波生成的巨量增强，源于狄拉克电子的有效质量调控。
2026-03-06 cond-mat.mtrl-sci
Coherent imaging and dynamics of excitons in MoSe$_2$ monolayers epitaxially grown on hexagonal boron nitride
利用四波混频显微镜测量了分子束外延生长在六方氮化硼薄膜上的MoSe $_2$单分子膜中激子和激子的相干响应和超快动力学。我们评估不均匀和均匀加宽的过渡光谱线型。声子对均匀退相的影响通过退相的温度依赖性来推断。四波混频映射，结合原子力显微镜，揭示了激子振子强度，非均匀加宽和样品形态之间的空间相关性。外延生长的过渡金属二硫属化物的相干光学响应的质量现在变得与通过机械剥离产生的样品相当，从而实现创新材料（如磁性层或Janus半导体）的相干非线性光谱。
2023-03-19 cond-mat.mtrl-sci
Phonon thermal transport in \b{eta}-NX (X=P, As, Sb) monolayers: a first-principles study of the interplay between harmonic and anharmonic phonon properties
对最近出现的二维（2D）材料的热性质的研究是实现其在纳米电子器件中潜在应用的必要步骤。在这项研究中，新的\b{eta} -NX（X=P，As，Sb）单分子膜的热导率进行了研究，使用第一性原理密度泛函理论（DFT）的研究的基础上的完全解决方案的线性化Peierls-Boltzmann输运方程（PBTE）。结果表明，\b{eta} -NP、\b{eta} -NAs和\b{eta} -NSb的室温热导率分别是单元素\b{eta} -P、\b{eta} -As和\b{eta} -Sb单层的约1.1、5.5和34.0倍。声子输运分析表明，较高的声子群速度以及声子寿命是负责这种增强的晶格热导率的\b{eta} -NX（X=P，As，Sb）的二元化合物相比，单元素组VA单层。我们发现\b{eta} -NP在\b{eta} -NX（X=P，As，Sb）单分子膜中具有最小的热导率，同时它具有最小的平均原子质量，这与通常认为低质量体系具有较高热导率的假设相反。本工作证明了在确定\b{eta} -NX（X=P，As，Sb）单分子膜之间的热导率的变化的谐波和非谐波声子性质之间的权衡。发现\b{eta} -NP中较高的非谐性是该单层较低热导率的原因。
2019-03-15 cond-mat.mtrl-sci
Quantum interference and occupation control in high harmonic generation from monolayer $WS_2$
本文实验研究单层 $WS_2$ 在强激光场下高次谐波产生中的量子干涉，揭示谷间带间共振与全布里渊区带内电流的相干调控机制，并提出全光占据与读取电子结构的新方法。
2025-03-09 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Substrate interference and strain in the second harmonic generation from MoSe$_2$ monolayers
本文通过在不同衬底上生长受控双轴应变的MoSe₂单层，结合实验与理论分析，揭示衬底干涉和应变可独立调控非中心对称二维材料的二次谐波产生强度，并澄清了应变对χ⁽²⁾的增强作用。
2024-07-01 cond-mat.mtrl-sci
On the electric conductivity of highly ordered monolayers of monodisperse metal nanoparticles
胶体合成的钴-铂纳米粒子的单层，其特征在于不同直径的TEM（透射电子显微镜）沉积在结构化的氧化硅衬底和其特征在于SEM（扫描电子显微镜），GISAXS（掠入射X射线散射），和电输运测量。高度有序的纳米颗粒膜显示出在室温下空间相邻颗粒之间的热激活电子跳跃和在低温下的库仑阻塞。我们提出了一种新的方法来实验确定的粒子充电能量给值为6.7-25.4毫电子伏依赖于粒子的大小和独立的粒子间的距离。这些观察结果得到了FEM（有限元法）计算的支持，显示自电容是决定性的值，它只取决于周围空间的介电常数和颗粒半径。
2009-06-02 cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic and extrinsic corrugation of monolayer graphene deposited on SiO2
利用超高真空扫描隧道显微镜（STM）和原子力显微镜（AFM）研究了在Si/SiO2（300 nm）表面上剥离沉积的石墨烯片的微观结构。虽然SiO2上的石墨烯是长程的，具有约25 nm的相关长度，但一些石墨烯单层表现出具有约15 nm的优选波长的额外的石墨烯。详细的分析表明，在石墨烯上也可以看到衬底的长距离散射，但幅度减小，从而得出石墨烯部分自由地悬浮在衬底的山丘之间的结论。因此，如果石墨烯沉积在SiO2上，则先前在人工悬浮的石墨烯上观察到的固有波纹也可以存在。
2008-11-10 cond-mat.mtrl-sci
Thickness-Dependent Differential Reflectance Spectra of Monolayer and Few-Layer MoS2, MoSe2, WS2 and WSe2
二维（2D）材料的研究领域强烈依赖于光学显微镜表征工具来识别原子级薄的材料并确定其层数。此外，基于光学显微镜的技术为研究这些纳米材料的光学特性打开了大门。我们提出了一个全面的研究的微分反射光谱的二维半导体过渡金属二硫属化物（TMDC），二硫化钼2，MoSe 2，WS2，和WSe 2，厚度范围从一层到六层。我们分析了不同激子特征的厚度依赖性能量，表明不同TMDC材料的能带结构随层数的变化。我们的工作提供了一条路线，采用差分反射光谱确定的层数的MoS2，MoSe2，WS2和WSe2。
2018-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High harmonic generation in monolayer and bilayer of transition metal dichalcogenide
在过渡金属二硫属化物（TMDC）中，电荷载流子具有与磁矩相关联的自旋、赝自旋和谷自由度。TMDC的单层和双层，特别是MoS $_2$，导致自旋和赝自旋效应之间的强耦合。这一特点引起了人们对TMDC在先进技术设备中潜在用途的关注。与此同时，高次谐波产生（HHG）最近已被应用于表征固体的电子结构，如能量色散，贝里曲率和拓扑性质。在这里，我们显示的"哲学"，使用高次谐波调查的单层和双层的非线性光学发射的MoS $_2$的结构效应所获得的理论结果。我们在3R AB立桩中使用MoS $_2$的简单模型。研究发现，在圆偏振激光（CPL）驱动下，TMDC中的赝自旋和谷指数（Berry曲率和偶极跃迁矩阵元）可以编码到高能光子辐射中。这一理论研究有望为谷电子学的超快操作铺平道路，并导致有关TMDC材料，Weyl半金属，拓扑相和拓扑绝缘体的转变的自旋轨道耦合（SOC）的影响的新问题。
2021-11-25 cond-mat.mtrl-sci
Homogeneous Large-area Quasi-freestanding Monolayer and Bilayer Graphene on SiC
在这项研究中，我们首先表明，在外延石墨烯生长过程中的氩气流量是一个重要的参数，以控制缓冲层和石墨烯层的质量。原子力显微镜（AFM）和低能电子衍射（LEED）测量表明，SiC衬底的分解强烈依赖于Ar质量流率，而压力和温度保持恒定。我们的数据进行解释的SiC分解速率的竞争的基础上，由Ar流控制的模型，在SiC表面的平衡过程下形成一个均匀的石墨烯缓冲层。适当选择一组生长参数允许生长无缺陷、超光滑和连贯的无石墨烯缓冲层和无双层的单层石墨烯片，其可以通过氢插层转化为大面积高质量的准独立单层和双层石墨烯（QFMLG和QFBLG）。原子力显微镜，扫描隧道显微镜（STM），拉曼光谱和电子输运测量强调了所得到的准独立层的优异的均匀性。四探针结构下的电子输运测量结果表明，在μm和mm尺度上都存在均匀的低阻各向异性。
2018-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
First principles second harmonic generation of transition metal dichalcogenides and boron nitride alloys: from monolayers and nanotubes to Haeckelites and Schwarzites
为了揭示新的二维系统的二次谐波产生（SHG），利用第一性原理方法计算了不同类型的层状合金的二阶极化率χ（2），这些层状合金包括过渡金属二硫属化物（TMD）合金的单层、TMD Haeckelite合金、TMD合金的纳米管、包括BxNyCz合金的六方氮化硼（h-BN）系统、BN和BNC 2纳米管，BxNxCy黑克石和BN黑碳石（多孔BN）。结果表明，在高光子能量下，钨基合金的χ（2）值高于钼基合金，而在低光子能量下，一种MoSSe占主导地位。在所有计算结构中，假设的TMD海克尔体NbSSe和Nb 0.5Ta 0.5S2显示出最高的χ（2）。锯齿形TMD合金纳米管的χ（2）值随直径的减小而增大，当直径较大时，χ（2）值接近单层纳米管。BNC合金表现出比h-BN单层更高的χ（2），并且与TMD合金相当，除了一种情况使其强度加倍之外。BN管显示随着直径减小，χ（2）增加，类似于TMD纳米管。BxNxCy海克石具有非常高的χ（2），并且可能揭示扩展缺陷在非线性光学性质中的作用。BN Schwarzite之一表现出比已知的3-D材料更高的χ（2）。
2017-11-17 cond-mat.mtrl-sci
Dense network of one-dimensional mid-gap metallic modes in monolayer MoSe2 and their spatial undulations
我们报告的观察一个密集的三角形网络的一维（1D）金属模式在连续和均匀的单层MoSe 2分子束外延生长。高分辨率透射电子显微镜和扫描隧道显微镜和光谱（STM/STS）的研究表明，这些1D模式是在反转域边界的中间带隙状态。STM/STS测量进一步揭示了金属模的强度波动，推测是由于莫尔条纹和量子限制效应引起的超晶格势。具有高态密度的金属模的密集网络在异相催化应用中具有巨大的潜力。这种中间间隙1D导电通道的互连也可能意味着不同于2D体的新的传输行为。
2014-07-22 cond-mat.mtrl-sci
Intra-Domain Periodic Defects in Monolayer MoS$_2$
利用超高真空扫描隧道显微镜（STM）研究了化学气相沉积法在硅衬底上生长的二硫化钼薄膜的结构缺陷。观察到一种独特类型的晶界周期性地排列在一个孤立的三角形域内，以及其他各种类型的域间晶界。这些周期性缺陷，约50纳米的间距和几个纳米的宽度，仍然隐藏在光学或低分辨率显微镜研究。我们报告了一个复杂的生长机制，产生2D成核和螺旋生长功能，可以解释我们的薄膜中的地形。
2017-05-08 cond-mat.mtrl-sci
A real-time TDDFT study of femtosecond laser driven monolayer NbSe2
高次谐波产生（HHG）光谱具有显示凝聚态有序相的新特征的潜力。我们研究了飞秒激光驱动的单层NbSe 2的电子响应使用国家的最先进的计算方法，这可以指导未来的合成和光学表征。早期的研究发现了独特的签名的电荷密度波（CDW）有序相在基态的NbSe 2单层，在共存的超导性。用超短激光脉冲驱动这样的系统可以在光学控制单层NbSe 2中的各种奇异相（例如CDW）方面提供新的思路。这不仅将提供对NbSe 2中非平衡相变的基本理解，而且还将为革命性的量子信息技术（如谷电子学）开辟一条前进的道路。为此，我们采用实时含时密度泛函理论（RT-TDDFT）研究了不同光抽运强度下单层NbSe 2中的高次谐波产生。我们的计算预测不同的签名在HHG光谱中的某些谐波在单层NbSe 2的CDW秩序的存在下。最后，我们还研究了高次谐波谱对激发强度的依赖关系，定性地揭示了它的幂律行为。
2020-12-17 cond-mat.mtrl-sci
Intense femtosecond photoexcitation of bulk and monolayer MoS2
研究了飞秒激光辐照对氧化硅上块状和单层MoS2薄膜的影响。光学，场发射扫描电子显微镜（FESEM）和拉曼显微镜被用来量化的损害。记录A1g和E2g1振动模式的强度作为照射脉冲数的函数。观察到的行为归因于激光诱导的键断裂和随后的原子去除由于电子激发。在800nm和1030nm脉冲激光辐照下，测定了单层膜和体膜的单脉冲光损伤阈值，并讨论了双光子和单光子吸收效应的作用。
2015-01-13 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Strain-induced Giant Second-harmonic Generation in Monolayered $2H$-MoX$_2$ (X=S,Se,Te)
动态二阶非线性极化率，$χ^{(2)}(2ω,ω,ω)\equiv χ^{(2)}(ω)$，在这里计算的单层二硫属钼，$2H$ -MoX $_2$（X=S，Se，Te）的完全第一性原理计划。三种硫属元素的$χ^{(2)}(ω)$的绝对值严格依赖于均匀应变时的带隙能量，在静态极限中MoTe $_2$产生最高的$χ^{(2)}(0)\sim$ 140 pm/V。在该均匀的面内应力下，$2H$ $_2$可以经历带隙的直接到间接转变，这进而基本上影响$χ^{(2)}(ω)$。通过压缩或拉伸应变的$χ^{(2)}(ω)$的可调谐性被证明，特别是对于两个重要的实验波长，1064 nm和800 nm，其中可以利用共振增强的非线性效应：MoSe $_2$和MoTe $_2$的$χ^{(2)}$接近$\sim$ 800 pm/V，在1064 nm处具有约2\ %的应变。
2015-11-04 cond-mat.mtrl-sci
Scanning Tunneling Microscopy Study of Epitaxial Fe3GeTe2 Monolayers on Bi2Te3
本文利用扫描隧道显微镜研究Bi2Te3上外延生长的Fe3GeTe2单层，揭示其生长形貌、晶格失配莫尔条纹、FeGe终止面重构及约190 K的铁磁性。
2023-11-20 cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature ferromagnetism in monolayer WSe2 semiconductor via vanadium dopant
稀磁半导体包括Mn掺杂的GaAs在栅控自旋电子学中具有很大的应用前景，但其在室温下的长程铁磁有序居里转变至今仍存在争议。本文报道了用化学气相沉积法制备的V掺杂WSe_2半导体单层膜中具有长程序的室温铁磁畴。利用磁力显微镜在360 K下观察到铁磁有序结构，同时在0.1%V掺杂浓度下保持~105的高开/关电流比。通过高分辨率扫描透射电子显微镜观察，V-取代到W位点保持5 nm的V-V分离距离而没有V-V聚集，这意味着Ruderman-Kittel-Kasuya-Yoshida相互作用（或Zener模型）通过在V掺杂的WSe 2单层中通过自由空穴载流子建立长程铁磁有序的可能性。更重要的是，铁磁顺序明显调制通过应用背栅。我们的研究结果打开了新的机会，使用二维过渡金属dichalcogenides为未来的自旋电子学。
2020-01-20 cond-mat.mtrl-sci
Kinetics-Limited Two-Step Growth of van der Waals Puckered Honeycomb Sb Monolayer
利用分子束外延技术成功地生长出了结构类似于黑磷烯的蜂窝状锑单层膜。然而，迄今为止，人们对这种褶皱蜂窝状单分子膜的生长机制知之甚少。在这项研究中，通过使用扫描隧道显微镜结合第一性原理密度泛函理论计算，我们揭示了褶皱的蜂窝状Sb单层采取动力学限制的两步生长模式。随着Sb覆盖度的增加，Sb原子首先形成畸变的六方晶格作为半层，然后由畸变的六方半层转变为褶皱的蜂窝晶格作为全层。这些结果为理解褶皱蜂窝单分子膜的生长机理提供了原子尺度的见解，并对直接生长具有相同结构的其他单分子膜具有指导意义。
2020-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Characterization of nanometer-sized, mechanically exfoliated graphene on the H-passivated Si(100) surface using scanning tunnelling microscopy
我们已经开发了一种通过将石墨机械剥离到Si（100）-2x1：H表面上来沉积具有2-10 nm的最小横向尺寸的石墨烯单层和双层的方法。纳米尺寸单层石墨烯的室温、超高真空（UHV）隧道光谱测量揭示了尺寸相关的能隙范围为0.1-1 eV。此外，石墨烯层的数量可以直接从扫描隧道显微镜（STM）的形貌轮廓确定。这一原子学研究为探索纳米石墨烯的电子结构提供了实验基础，有助于石墨烯基纳米电子学的发展。
2007-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Apertureless Near-Field Second Harmonic Microscopy with Bare Tapered Optical Fiber Tips
提出了一种利用飞秒激光脉冲照射锥形光纤尖端实现二次谐波成像的近场光学技术。在光纤尖端处的电场的增强导致来自尖端附近的样品区域的增强的二次谐波产生（SHG）。该SH发射由相同的锥形光纤收集。本文研究了Pb（Zr_xTi_1-x）O_3铁电薄膜和金属-铁电模型器件的二次谐波空间分布。已经实现了80 nm量级的空间分辨率。这是首次在SH显微测量中超过衍射极限。在铁电薄膜的单个晶粒和/或畴中观察到电场诱导的二次谐波变化。
1999-10-12 cond-mat.mtrl-sci
Strain distribution in WS2 monolayers detected through Polarization-resolved Second Harmonic Generation
本文利用偏振分辨二次谐波产生（P-SHG）光学成像检测预图案化Si/SiO2衬底上单层WS2的应变分布，通过逐像素拟合生成扶手椅方向空间分辨图像，并用AFM和拉曼成像独立验证了应变存在。
2024-03-28 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Fabrication of high electron mobility and high photoluminescence quantum yield nanoscrolled monolayer MoS2
本文通过有机溶剂辅助的简便方法制备一维纳米卷曲单层MoS2，其兼具单层电子特性与弱层间耦合，实现了增强的光致发光和高达2400 cm²V⁻¹s⁻¹的迁移率。
2024-02-21 cond-mat.mtrl-sci
Exciton-driven giant non-linear overtone signals from buckled hexagonal monolayer GaAs
本文报道了来自六角GaAs单原子片的780 μ m/V二次谐波和$\left|χ_{aaaa}^{3}\right|=$ 1.4 $\times$ 10 $^{-17}$ m $^{2}$ /V $^{2}$三次谐波信号.我们证明了这一点，通过一个从头算的实时Bethe-Salpeter方程的解决方案，包括电子-空穴屏蔽交换自能。在现代极化理论中处理了含时外电场与关联电子之间的耦合。我们的计算结果设想单层GaAs是非线性信号产生的材料库中的突出成员。
2020-04-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Vapor-Liquid-Solid Growth of Monolayer MoS2 Nanoribbons
二维（2D）材料（例如单层MoS 2）的化学气相沉积（CVD）通常涉及在可被描述为气-固-固（VSS）模式的工艺中将气相前体转化为固体产物。在这里，我们报告的第一个示范的气-液-固（VLS）单层二硫化钼生长产生高度结晶的带状结构，宽度为几十纳米到几微米。VLS生长模式是由氧化钼和氯化钠之间的反应触发的，这导致形成熔融的Na-Mo-O液滴。这些液滴介导的MoS 2带状物的生长在“爬行模式”时，饱和与硫的结晶基板上。我们的增长产生直和扭结带与本地定义良好的方向，反映了在增长过程中的液滴的定期水平运动。使用原子分辨率扫描透射电子显微镜（STEM）和二次谐波发生（SHG）显微镜，我们表明，带状物是同质外延在单层二硫化钼表面主要是2 H或3R型堆叠。这些发现为具有混合维度结构的新型设备铺平了道路。
2018-01-31 cond-mat.mtrl-sci
