Low temperature high-frequency monolayer graphene conductivity as a manifestation of Zitterbewegung
我们认为狄拉克电子在单层石墨烯中的Zitterbewegung现象是E.自由空间中相对论性电子的薛定谔。因此，我们表明，单层石墨烯的狄拉克电子振荡，即产生电子位置的平均值附近的快速波动，具有相当高的频率，但远低于自由空间中的相对论电子。研究了单层石墨烯中由费米-狄拉克分布形成的电导率电子波包的Zitterbewegung与高频复电导率的关系。因此，我们发现单层石墨烯的电磁谐振特性可以通过一组等效振荡电路来模拟。这是有用的，以便赋予电磁过程的连续性，这对于将石墨烯结合到电子系统中特别重要。
2020-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High tensile strength and thermal conductivity in BeO monolayer: A first-principles study
在最新的实验进展中，通过分子束外延在银表面上成功地生长了石墨烯样和绝缘BeO单层（ACS Nano 15（2021），2497）。受这一成就的启发，在这项工作中，我们进行基于第一性原理的模拟，以探索石墨烯类BeO，MgO和CaO单层的电子，机械性能和热导率。所考虑的纳米片被发现显示出理想的热稳定性和动态稳定性。BeO单层被发现显示出非常高的弹性模量和拉伸强度，分别为408和53.3 GPa。BeO，MgO和CaO单分子膜的电子带隙预测分别为6.72，4.79和3.80 eV，使用HSE 06功能。基于Boltzmann输运方程的迭代解，预测了BeO、MgO和CaO单分子膜的室温晶格热导率分别为385、64和15 W/mK。我们的研究结果表明，通过增加金属原子的重量，电子带隙，机械强度和热导率显着下降。这项工作突出了卓越的高热导率，载流子迁移率和机械强度的绝缘BeO纳米片，并建议他们作为有前途的候选人，设计强大的绝缘组件具有高热导率。
2021-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Substrate effect on thermal conductivity of monolayer WS2: Experimental measurement and theoretical analysis
单层WS 2由于其优异的光电性能，在电学和光电子器件中具有很强的竞争力。为了解决现代集成电路中尺寸减小和热量集中所带来的热管理挑战，准确表征单层WS 2的热导率，特别是在衬底支撑的情况下，具有重要意义。在这项工作中，双波长的闪光拉曼方法被用来实验测量的热导率的悬浮和Si/SiO2衬底支撑的单层WS 2在200 K - 400 K的温度范围内。悬浮态和负载态WS 2的室温热导率分别为28.45 W/mK和15.39 W/mK，由于衬底效应，热导率降低了约50%。为了系统地研究这一惊人还原背后的机制，我们采用了拉曼空间映射分析结合分子动力学模拟。拉曼光谱分析表明，由于衬底效应，掺杂浓度增加，声子寿命降低，面外振动模受到抑制。此外，声子透射系数与拉曼光谱分析相互验证，进一步揭示了衬底效应显著增强了界面处的声子散射，主要抑制了声声子，从而导致热导率的降低。还列出了其他悬浮和支撑的单层TMDC（例如MoS 2、MoSe 2和WSe 2）的热导率以供比较。我们的研究可以扩展到了解其他二维TMDC的衬底效应，并为未来基于TMDC的电气和光电子器件提供指导。
2021-08-30 cond-mat.mes-hall
Thermal conductivity of monolayer MoS2, MoSe2, and WS2: Interplay of mass effect, interatomic bonding and anharmonicity
声子是理解单层过渡金属二硫属化合物热性质的关键，这限制了其潜在应用的热性能。我们通过第一性原理计算研究了MoS 2、MoSe 2和WS 2的晶格动力学和热力学性质。得到的声子频率和热导率与测量值吻合得很好。我们的研究结果表明，二硫化钼的热导率是最高的三种材料中，由于其低得多的平均原子质量。我们还讨论了质量效应、原子间成键和非简谐振动在决定WS 2热导率方面的竞争。WS 2中的强共价W-S键合和低非谐性被认为是理解其比MoSe 2高得多的热导率的关键。
2015-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic 2D ferromagnetism, quantum anomalous Hall conductivity, and fully-spin-polarized edge states of FeBr3 monolayer
探索本征二维铁磁性和寻找更好的二维量子反常霍尔绝缘体材料具有重要意义。在这里，我们表明，FeBr $_3$单层是一个内在的二维铁磁材料的居里温度为140 K由于其强大的自旋交换相互作用和巨大的单轴磁各向异性。我们的声子谱和力学分析表明，FeBr $_3$单分子膜是动态和机械稳定的。电子结构计算表明，在布里渊区K点处存在一个狄拉克锥，自旋轨道耦合打开了33.5meV的半导体带隙.紧束缚分析表明，Chern数等于1，存在量子反常霍尔电导$σ_{xy} = e^2/h$，并且手性边态在边产生时是完全自旋极化的.此外，还表明主要结果不受电子关联效应和双轴应变的影响。因此，该FeBr $_3$单层作为2D材料将用于自旋电子学应用。
2017-07-07 cond-mat.mes-hall
Unified description of the dc conductivity of monolayer and bilayer graphene at finite densities based on resonant scatterers
我们表明，单层和双层石墨烯在有限的电子密度的直流电导率的相干图片出现后，考虑到强的短程电位是在这两个系统中的散射的主要来源。强短程势的来源可能在于石墨烯表面吸附的碳氢化合物。建立了基于散射的分波描述、Lippmann-Schwinger方程和T矩阵方法的结果之间的等价性。通过Kubo公式的核多项式方法的数值计算，研究了中性点附近共振杂质的散射。我们发现，相关的吸附物种起源于单层和双层石墨烯的狄拉克点附近的杂质带。在中间带隙区域中，由谐振无序引起约$e^2/h$（每层）的最小电导率的平台。在双层石墨烯中，大的吸附物浓度可以在中能隙和高能态之间形成能隙。因此，电导率平台在边缘附近被抑制，并且发生“电导率间隙”。最后，考虑到光谱的简并性，我们发展了一种在偏压的双层石墨烯中电子的散射形式，并研究了该系统的直流电导率。
2011-04-06 cond-mat.mes-hall
Direction dependent thermal conductivity of monolayer phosphorene: parameterization of Stillinger-Weber potential and molecular dynamics study
一个Stillinger-Weber原子间相互作用势参数化磷烯。它很好地再现了晶体结构，结合能和声子色散的第一性原理计算预测。磷烯的热导率进一步探讨了平衡分子动力学模拟采用的潜在参数的最佳设置。在室温下，沿锯齿形和扶手椅方向的本征热导率分别为约152.7和33.0 W/mK，具有大的各向异性比为5。磷烯的热导率具有显着的方向依赖性，与以前的报道一致，主要是由于晶格动力学计算揭示的声子群速度的强各向异性和声子寿命的弱各向异性。此外，Z字形和扶手椅方向的有效声子平均自由程分别为141.4和43.4nm。
2015-05-26 cond-mat.mes-hall
Unexpectedly Large Tunability of Lattice Thermal Conductivity of Monolayer Silicene via Mechanical Strain
应变工程是最有前途和最有效的途径之一，不断调整材料的电子和光学性能，而热性能通常被认为是不敏感的机械应变。本文采用从第一性原理计算中提取的力常数，通过求解声子Boltzmann输运方程，计算了均匀双轴拉伸下单层硅烯的应变相关热导率。与通常认为的导热率仅随着体材料的拉伸应变的增加而略微降低的理解不同，发现硅烯的导热率首先随着应变急剧增加，然后当施加的应变进一步增加时略微降低。当拉伸应变为4%时，最高导热系数是未拉伸时的7.5倍。这种不寻常的应变依赖性主要归因于声学声子寿命的显着增强。这种增强可能源于硅烯结构在拉伸时的屈曲的平坦化，这与其他常见的二维材料相比对于硅烯是独特的。我们的研究结果提供了调制的应用，如热电，热电路和纳米电子学的低维结构的热性能的前景。
2015-12-05 cond-mat.mes-hall
Anomalous tensile strength and thermal expansion, and low thermal conductivity in wide band gap boron monoxide monolayer
本文通过DFT和机器学习势研究二维一氧化硼单层，揭示其宽带隙、高热稳定性、超高负热膨胀及低热导率等异常物理性质。
2023-10-30 cond-mat.mes-hall
Direct measurement of terahertz conductivity in a gated monolayer semiconductor
本文提出一种在太赫兹频段直接测量栅控二维半导体复电导率的技术，并在hBN封装的WSe2单层中观测到类Drude响应，为研究可调范德华异质结构提供了新方法。
2025-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Origin of the n-type and p-type conductivity of MoS2 monolayers on a SiO2 substrate
采用从头算密度泛函理论研究了在SiO2衬底上沉积的MoS 2单层膜在界面杂质和缺陷存在下的电子性质.当MoS 2被放置在无缺陷的衬底上时，氧化物起着不重要的作用，因为MoS 2的导带顶和价带最小值大约位于SiO2带隙的中间。然而，如果Na杂质和O悬挂键在SiO2表面引入，这些导致局部状态，调制的导电性的二硫化钼单层从n型到p型。我们的研究结果表明，沉积在SiO2上的MoS 2的导电性能主要是由MoS 2/SiO2界面的详细结构决定的，并建议掺杂衬底可以代表一个可行的策略工程MoS 2为基础的设备。
2013-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Oscillation of Thermally Activated Conductivity in a Monolayer WTe$_2$-like Excitonic Insulator
最近，报道了绝缘单层WTe $_2$中电阻的量子振荡。我们中的一个还提出了激子绝缘体的杂化朗道能级的能隙调制的解释。然而，在朗道能级谱中的间隙调制的先前图片是建立在一对嵌套良好的电子和空穴费米表面上，而单层WTe $_2$具有相对各向异性的一个空穴和两个电子费米口袋。在这里，我们证明了系统一样，单层WTe $_2$，激子绝缘状态所产生的耦合一个空穴和两个电子口袋拥有一个有限的区域中的相互作用参数空间，显示间隙调制在磁场。在此区域，热激活电导率呈现$1/B$周期性振荡，并在低温下进一步发展为离散峰，与实验观察一致。我们发现，相对各向异性的频带是一个关键参数和quunatum振荡迅速下降，如果各向异性增加进一步超过单层WTe $_2$的实际值。
2021-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Ultralow lattice thermal conductivity and electronic properties of monolayer 1T phase semimetal SiTe2 and SnTe2
二维层状过渡金属二硫属化合物（TMDs）的2 H相（三角棱柱D3 h）由于其优异的电学和光电性能而引起了人们的广泛兴趣。然而，基于2 H相的柔性电子器件和热电性能受到应变敏感电子带隙和高晶格热导率（kappa_L）的潜在限制。本文预测和计算了两种1 T（八面体Oh）相单层碲化物材料SnTe_2和SiTe_2的软力学、超低kappa_L和电子性质。计算的单层SnTe 2的面内杨氏模量比大多数1 T-MX2化合物软。此外，单层SiTe 2和SnTe 2在大的双轴应变下也具有相对柔性的电子性质，表明潜在的柔性电极材料。同时，单层SiTe 2和SnTe 2在室温下均表现出超低的\k{appa}_L（SiTe 2为2.27 W/mK，SnTe 2为1.62 W/mK）。考虑到声学和极性光学声子散射的电子弛豫时间，在600 K和900 K的品质因数（ZT）分别达到0.46和0.71单层SiTe 2和SnTe 2。
2019-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Conductivity low-energy asymptotics for monolayer graphene
研究了含有短程杂质的单层石墨烯中的电子散射问题。该模型的主要新颖之处在于2+1维Dirac方程中缺陷势的带不对称性。如果缺陷破坏了子晶格之间的对称性，这种不对称性自然出现。我们在本文中的目标是考虑到由于缺陷的存在而产生的局部带不对称违反。我们分析了单层石墨烯中电子散射对电子输运参数的影响。所提出的δ-壳层势模型的S-矩阵的显式精确公式使我们能够研究诸如散射相、输运截面、输运弛豫时间和电导率等特性在小费米能值下的渐近行为。计算结果与实验数据吻合较好，表明所考虑的模型是合理的。
2013-05-28 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Trion induced negative photoconductivity in monolayer MoS2
光激发通常增强半导体中的导电性和低频辐射吸收。然而，我们已经观察到一个明显的瞬态降低的电导率掺杂单层二硫化钼（MoS 2），一个二维（2D）半导体，飞秒激光激发下。特别是，电导率急剧下降到只有30%的平衡值与高泵注量。这种反常现象是由于系统中存在强烈的多体相互作用，光激发的电子-空穴对与掺杂诱导的电荷结合形成三电子，即两个电子和一个空穴的束缚态。由此产生的载流子有效质量的增加基本上减小了载流子电导率。
2014-06-19 cond-mat.mes-hall
Single monolayer ferromagnetic perovskite SrRuO3 with high conductivity and strong ferromagnetism
NTT Basic Research Laboratories, NTT Corporation（NTT基础实验室，NTT公司）；The University of Tokyo（东京大学）；Hiroshima University（广岛大学）；Japan Synchrotron Radiation Research Institute (JASRI)（日本同步辐射研究所）
单层 SrRuO3 在 DyScO3 基底上表现出高导电性和强铁磁性，其电阻率显著低于在 SrTiO3 基底上生长的同类材料，为二维磁性氧化物系统提供了新平台。
2025-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Shift current conductivity in monolayer SnS: a tight-binding analysis
Kwansei Gakuin University（关西学院大学）；National Institute for Materials Science (NIMS)（国立材料研究所）；Osaka University（大阪大学）
基于第一性原理导出的紧束缚模型，通过比较短程和长程跳跃模型，揭示了单层SnS中位移电流电导率的关键特征，并提供了理解和设计二维材料体光伏效应的清晰框架。
2026-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Shubnikov-de Haas oscillations in optical conductivity of monolayer MoSe$_2$
我们报告的极化分辨共振反射光谱的电荷可调原子薄谷半导体托管紧束缚激子耦合到一个稀释系统的充分自旋和谷极化的空穴在强磁场的存在下。我们发现，激子-空穴相互作用表现在空穴密度依赖性，Shubnikov-de Haas振荡的能量和线加宽的激子共振。这些振荡被证明是精确相关的朗道能级的占用，从而表明，强相互作用之间的激子和朗道量子化的巡回运营商，使光学调查的量子霍尔物理在过渡金属二硫属化物。
2018-12-20 cond-mat.mes-hall
Reduction in Thermal Conductivity of Monolayer MoS2 by Large Mechanical Strains for Efficient Thermal Management
本文利用光热拉曼技术首次测量大机械应变下单层 MoS2 的面内热导率，发现 6.3% 拉伸应变可使其降低约 62%，为柔性可穿戴电子热管理提供依据。
2024-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Excitonic structure of the optical conductivity in MoS$_2$ monolayers
我们研究了MoS $_2$单分子膜的激子光谱，并计算了其在较宽能量范围内的光吸收特性。我们的方法考虑到异常屏蔽在两个维度和基板的存在下，都铸造一个合适的有效凯尔迪什潜力。我们解决Bethe-Salpeter方程作为一个基础的Slater-Koster紧束缚模型参数化，以适应从头计算MoS $_2$能带结构计算。由此产生的光学电导率是在良好的定量协议与现有的测量紫外线能量。我们建立的电子贡献的C激子产生的状态附近的$Γ$点，但从一组$k$ -点的布里渊区的扩展部分。我们的研究结果加强了基于有效模型的方法的优势，以迅速探索TMD系统中激子的性质和可调谐性。
2018-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Light-amplified Landau-Zener conductivity in gapped graphene monolayers: a simulacrum of photo-catalyzed vacuum instability
该研究探讨带隙石墨烯中光辅助隧穿电流，发现光催化电流远超纯强场电流，为QED施温格机制提供模拟。
2023-11-28 cond-mat.mes-hall hep-ph quant-ph
Effect of charged impurity correlation on transport in monolayer and bilayer graphene
我们研究了单层和双层石墨烯的输运性质，同时考虑到带电杂质空间分布的相关性。特别是，我们发现，实验观察到的石墨烯电导率的次线性缩放可以自然地解释为库仑无序中的杂质相关效应引起的，没有必要假设除了带电杂质的存在下的短程散射中心。我们发现，在双层石墨烯中，杂质之间的相关性也会导致在较高载流子密度下电导率的缩放发生交叉。我们发现，在带电杂质之间的相关性的存在下，电导率依赖于非线性的杂质密度$n_i$，甚至可以增加与$n_i$。
2012-02-24 cond-mat.mes-hall
Extreme Suppression of Thermal Conductivity in Monolayer Beryllene
Indian Institute of Technology Jodhpur（印度焦浦尔理工学院）
本研究基于从头算与线性化声子玻尔兹曼输运方程，揭示单层铍烯的高热导率及其由弯曲声子主导、随温度变化的异常热输运机制。
2026-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tuning Conductivity Type in Monolayer WS2 and MoS2 by Sulfur Vacancies
虽然n型半导体行为在所制备的二维（2D）过渡金属二硫属化物（TMDC）中似乎更常见，但通常需要用受体原子进行替代掺杂以将导电性调整为p型，以促进其在不同器件中的潜在应用。在这里，我们报告了一个系统的研究的等效电“掺杂”的效果-单硫空位（V1 S）在单层WS 2和MoS 2通过研究WS 2-Au和MoS 2-Au接触的界面相互作用。基于我们的第一性原理计算，我们发现V1 S可以显著地改变单层WS 2和MoS 2的半导体行为，使它们在与金接触时表现出电子受体（p型）和电子供体（n型）的特性。对于相对较低的V1 S密度（MoS 2约< 7%，WS 2约< 3%），单层TMDC充当电子受体。当V1 S密度增加超过阈值密度时，MoS 2和WS 2起电子供体的作用。V1 S对单层WS 2和MoS 2的显著影响可用于设计其电行为，并提供了一种替代方式来调整半导体TMDC以呈现n型或p型行为。
2020-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Numerical analysis of electronic conductivity in graphene with resonant adsorbates: comparison of monolayer and Bernal bilayer
我们描述的电子电导率，作为费米能的函数，在Bernal双层石墨烯（BLG）中存在的随机分布的空位，模拟共振吸附物。我们将其与具有相同缺陷浓度的单层（MLG）进行比较。这些输运性质与弹性平均自由程$L_{e}$、局域化长度$ξ$和非弹性平均自由程$L_{i}$等基本长度尺度的值有关。通常后者反映了声子的非弹性散射效应，强烈依赖于温度$T$。在BLG中，存在额外的特征距离$l_1$，其是两个层间跳跃事件之间的典型行进距离。发现当缺陷浓度小于1%~ 2%时，BLG具有$l_1 \le L_e \ll ξ$，并且BLG的输运性质与MLG的输运性质不同，而与$L_{i}(T)$无关.而对于较大浓度的缺陷$L_{e} < l_1 \ll ξ$，并依赖于$L_{i}(T)$，在BLG的输运可以等效（或不）的两个去耦MLG。我们比较了两个紧束缚模型的哈密顿量，并没有跳到最近的邻居。
2017-01-27 cond-mat.mes-hall
Anomalous Temperature Induced Transition and Convergence of Thermal Conductivity in Germanene Monolayer
本文发现锗烯单层在临界温度350K附近热导率发生反常标度转变，源于ZO声子红移增强声子散射；且因固有屈曲导致ZA声子高散射，其热导率随样品尺寸增大而收敛。
2025-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Excitonic magneto-optics in monolayer transition metal dichalcogenides: From nanoribbons to two-dimensional response
采用纳米尺度几何结构研究了单层过渡金属二硫属化物（TMD）的磁光响应，包括激子效应。我们计算了对角电导率和霍尔电导率。激子光学霍尔电导率在独立粒子近似中得到的结果进行比较，我们发现，当激子效应被包括在内的幅度对应于一个数量级的增加。霍尔电导率被用来计算法拉第旋转光谱MoS2和WSe2。最后，我们还计算了WSe_2激子态在不同介电环境中的抗磁位移。比较计算的抗磁位移最近的实验测量，我们发现两者之间有很好的协议。
2019-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Localization of charge carriers in monolayer graphene gradually disordered by ion irradiation
在普通大尺度石墨烯薄膜上制备了一系列微尺度单层石墨烯样品，并在不同剂量的C $^+$离子（能量为35 keV）辐照下研究了载流子的逐渐局域化。在高达4 T的磁场中的电导率和磁阻的温度依赖性的测量结果表明，在低无序，样品是在弱本地化和反本地化的制度。当电导率用变程跳跃机制描述时，无序度的进一步增加会导致强的局域化机制。随着温度的降低，观察到VRH从Mott制度到Efros-Shklovskii制度的交叉。在这两个政权的电导率的理论分析表明，与实验数据非常好的协议。
2015-05-14 cond-mat.mes-hall
Wigner-Weyl calculus in Keldysh technique
本文在Keldysh方法的框架下讨论了凝聚态/量子场系统的非平衡动力学。为了处理非齐次系统，我们使用Wigner-Weyl形式主义。以霍尔电导率为例，说明了这两种方法的统一性。我们通过维格纳变换的两点格林函数表示霍尔电导率。我们演示了如何将这个表达式简化为零温度下热平衡的拓扑数。同时，在有限温度和非平衡条件下，拓扑不变性都丧失了。此外，霍尔电导率变得敏感的相互作用的修正。
2021-04-19 cond-mat.mes-hall
Irradiation-induced metal-insulator transition in monolayer graphene
简要回顾了无序单层石墨烯样品中载流子逐渐局域化和金属-绝缘体转变的实验研究。用不同剂量的重离子和轻离子辐照诱导无序。通过拉曼散射光谱的测量来控制无序度。电导率和磁电阻（MR）的温度依赖性表明，在低无序，电导率是由弱局域化和反局域制度。当用变程跳跃（VRH）机制描述电导率时，无序度的进一步增加会导致载流子的强烈局部化。有人观察到，在VRH制度的MR是负的，在垂直的领域，并允许揭示不同的机制跳跃MR平行磁场是积极的。理论分析是在一个很好的协议与实验数据。
2019-07-22 cond-mat.mes-hall
Strain-Induced Curvature in Monolayer Graphene: Effects on Electronic Structure, Phonon Dynamics, and Lattice Thermal Conductivity
Shenzhen Technology University（深圳技术大学）；Universidade do Porto（波尔图大学）；University of Évora（埃武拉大学）；University of Aveiro（阿威罗大学）；University of Huddersfield（哈德斯菲尔德大学）；Universitat Politècnica de València（瓦伦西亚理工大学）
研究应变诱导曲率对单层石墨烯电子结构、声子动力学和晶格热导率的影响，发现曲率增强会改变电子性质并诱导Van Hove奇异点，同时应变导致声子散射增强，降低晶格热导率。
2026-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magneto-optics of monolayer and bilayer graphene
研究了量子化磁场中石墨烯和双层石墨烯的光电导特性。这两个动态电导率，纵向和霍尔的，分析评估。的电导率峰解释的电子跃迁。利用理论结果建立了跃迁频率与磁光特性之间的对应关系。主要的光学跃迁服从朗道数为$n$的选择定则$Δn=1$。计算了量子化磁场中的法拉第旋转和光透射。考虑了温度和磁场对化学势的影响。\pacs{71.20.Nr, 78.20.Ci, 78.20.Bh}
2013-03-21 cond-mat.mes-hall
Ultralow lattice thermal conductivity of monolayer penta-silicene and penta-germanene
我们研究了二维五角体系的晶格热导率，如五硅烯和五锗烯。五硅烯是最近才发现的，而稳定的五锗烯是首次通过我们的从头计算发现的。我们发现五硅烯和五锗烯在室温下都具有超低的晶格热导率$κ$，分别为1.29 W/mK和0.30 W/mK。据我们所知，在2D晶体材料中，五锗烯可能具有最低的$κ$。我们将超低$κ$归因于弱的声子谐相互作用和强的非谐散射。小的声子群速度，小的德拜频率，大的Gruneisen参数，以及大量的声子-声子相互作用模式一起导致五硅烯和五锗烯的超低$κ$。这些发现为在二维材料中操纵超低$κ$提供了新的见解，并突出了设计硅和锗基高热电材料的潜在应用。
2019-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Orbital Hall Insulating Phase in Transition Metal Dichalcogenide Monolayers
我们发现，H相变金属二硫属化物（TMD）单层，如MoS $_2$和WSe $_2$，是轨道霍尔绝缘体。他们目前非常大的轨道霍尔电导率平台在其半导体间隙，自旋霍尔电导率消失。我们的研究结果打开了使用TMD的轨道电流注入和轨道扭矩转移，超过他们的自旋对应的自旋轨道电子器件的可能性。TMD单分子膜中的轨道霍尔效应（OHE）即使在没有自旋轨道耦合的情况下也会发生。它可以与奇异的动量空间Dresselhaus类轨道纹理联系起来，类似于2D狄拉克费米子中的自旋动量锁定，它是由轨道属性和晶格对称性的组合产生的。
2020-04-30 cond-mat.mes-hall
Valley Hall effect in disordered monolayer MoS2 from first principles
某些二维晶体中的电子具有赝自旋自由度，这与布里渊区中存在的两个不相等的谷有关。如果，如在单层MoS 2中，反转对称性被破坏并且存在时间反演对称性，则在两个谷中的每一个中积累相等且相反量的k空间Berry曲率。这是方便量化的贝里曲率在一个单一的谷-谷霍尔电导率的积分。我们概括了这个定义，包括从无序的超胞方法描述的贡献，映射（“展开”）的Berry曲率从折叠的布里渊区的无序的超胞到正常的布里渊区的原始晶体，然后平均超过几个实现的障碍。我们用这个方案从第一性原理研究了硫空位对单层MoS 2的谷霍尔电导率的影响。在脏样品中，本征谷霍尔电导率接收仅弱依赖于杂质浓度的门控相关校正，与侧跳散射一致，并且展开的Berry曲率可以被解释为k空间分辨的侧跳。在低杂质浓度偏散射占主导地位，导致发散谷霍尔电导率在干净的限制。对最近观察到的光致反常霍尔效应的影响进行了讨论。
2015-06-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Charge carrier transport asymmetry in monolayer graphene
在温度低至$T$ = 2 K和磁场高至$B$ = 8 T的条件下，测量CVD生长的单层石墨烯的电导率和霍尔效应作为栅极电压$V_{g}$的函数。在显示电荷中性点$V_{NP}$位置的正$V_{g}$处观察到最小电导率。随着$T$降低，$V_{NP}$首先降低，但在低$T$时停止降低。电导率的滞后表现出类似的行为：它随着$T$的降低而降低，并在低$T$时消失。在低密度的电荷载流子$|n|=(n,p)$下观察到显著的不对称性：空穴的迁移率小于电子的迁移率。不对称性随着$|n|$的增加而减小。观察到由霍尔效应确定的$|n|$的值小于由$V_{g}$诱导的全值。在强垂直$B$中，在纵向电导率$σ_{xx}$中观察到Shubnikov-de Haas（SdH）振荡，以及半整数量子霍尔平台。发现从SdH振荡确定的$|n|$等于由$V_{g}$引起的全值，而不是霍尔效应。所有观察到的现象的解释模型进行了讨论。
2018-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Outstandingly high thermal conductivity, elastic modulus, carrier mobility and piezoelectricity in two-dimensional semiconducting CrC2N4: A first-principles study
单层MoSi 2N 4的实验实现是二维（2D）材料领域的最新突破性进展之一。受此启发，本文采用第一性原理计算研究了MC_2N_4（M= Cr，Mo，W，V，Nb，Ta，Ti，Zr，Hf）单分子膜的稳定性.所获得的结果证实了MC 2N 4（M= Cr，Mo，W，V）纳米片的理想的热，动力学和机械稳定性。有趣的是，CrC 2N 4，MoC 2N 4和WC 2N 4单层被发现是半导体，带隙分别为2.32，2.76和2.86 eV，使用HSE 06功能，而VC 2N 4晶格显示金属性质。CrC 2N 4单层的直接带隙半导体性质导致可见光的优异吸收。CrC 2N 4纳米片的弹性模量和拉伸强度被预测为非常高，分别为676和54.8 GPa。基于Boltzmann输运方程的迭代解，预测CrC 2N 4单层的室温晶格热导率为350 W/mK，是二维半导体中最高的。CrC_2N_4和WC_2N_4晶格也表现出非常高的压电系数。这项研究介绍了CrC 2N 4纳米片作为一种新型的2D半导体，具有非常高的机械强度，热导率，载流子迁移率和压电系数。
2021-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unconventional optical response in monolayer graphene upon dominant intraband scattering
本文利用半经典多带玻尔兹曼方程研究单层石墨烯中散射对光学电导率的影响，发现低掺杂下主导带内散射导致其线性光学响应显著偏离普适电导率，并建立了与Kubo方法一致的解析理论。
2024-03-30 cond-mat.mes-hall
Ultralow thermal conductivity via weak interactions in PbSe/PbTe monolayer heterostructure for thermoelectric design
Xiangtan University（湘潭大学）；Centro de Física de Materiales (CFM-MPC), CSIC-UPV/EHU（材料物理中心 (CFM-MPC)，西班牙高等科学研究理事会-巴斯克国立自治大学）
通过弱相互作用实现极低热导率的PbSe/PbTe单层异质结，优化热电性能，实现高ZT值。
2025-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magneto-optical conductivity of monolayer transition metal dichalcogenides in the presence of proximity-induced exchange interaction and external electrical field
本研究理论分析了外场与邻近诱导交换作用下单层过渡金属二硫化物的磁光特性，揭示了朗道能级结构与吸收峰调控规律，为相关光电器件设计提供了理论支撑。
2024-11-02 cond-mat.mes-hall
Imaging the valley and orbital Hall effect in monolayer MoS2
材料的电子结构的拓扑性质被编码在它的Berry曲率中，这是一个与横向电导率密切相关的量。在反转对称性破缺的过渡金属二硫属化物中，非零的Berry曲率导致谷霍尔效应。在本文中，我们确定了一个以前未被认识到的后果贝里曲率在这些材料：一个电场引起的变化，在电子的电荷密度方向。我们使用第一性原理计算表明，测量电场诱导的电荷密度或局域态密度的变化在MoS $_2$中，可以用来测量其能量依赖的谷和轨道霍尔电导率。
2020-10-16 cond-mat.mes-hall
Influence of electron-hole drag on conductivity of neutral and gated graphene
单层和两层石墨烯的导电性被认为是适当考虑带电子和空穴的相互拖动。通过对曳力对电导率贡献的研究表明，曳力效应对不同群、不同漂移速度的载流子迁移率影响较大。在两层系统中，互曳力甚至可以改变分离层中部分流的方向。
2010-11-04 cond-mat.mes-hall
Insights into thermal transport property of monolayer C$_4$N$_3$H: a first-principles study
采用第一性原理计算对单层C $_4$ N $_3$ H的电子输运和热输运性质进行了系统的研究。结合声子玻尔兹曼输运方程计算了单层C $_4$ N $_3$ H的本征热导率。对于单层C $_4$ N $_3$ H，热导率（\k{appa}）（在a和b平面分别为175.74和157.90 W m-1 K-1）显著低于石墨烯（3500 Wm $^{-1}$ K $^{-1}$）和C3 N（380 Wm $^{-1}$ K $^{-1}$）。在300 K时，它比$_2$ N（82.88 Wm $^{-1}$ K $^{-1}$）高出两倍多.此外，还详细讨论了群速度、弛豫时间、非谐性以及不同支声子的贡献。比较了单层C $_4$ N $_3$ H、石墨烯、C $_2$ N和C $_3$ N的二维结构的热输运特性。这项工作突出了新的单层材料中的声子输运的本质。
2020-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
High thermoelectric efficiency in monolayer PbI$_2$ from 300 K to 900 K
利用第一性原理方法，发现单层PbI $_2$在热电应用中具有很大的潜力。应用线性玻尔兹曼输运方程得到了不同散射机制对电子分布的扰动。在低载流子浓度下，迁移率主要受与长波长声振动的变形势相互作用的限制。在高浓度下，电离杂质散射变得更强。在不同的温度和载流子浓度范围内的电导率和塞贝克系数的准确计算。PbI $_2$的晶格热导率在300 K时为0.065 W/mK，是其他二维热电材料中最低的。这种超低的热导率归因于大的原子质量、弱的原子间键合、强的非谐性和其中绝大多数热量被捕获的局部振动。这些电学和声子输运性质使得p型和n型掺杂在300 K至900 K之间的热电优值都超过1。在900 K时，当电子浓度为1.9 $\times$ × 10 $^{12}$ cm $^{-2}$时，$zT$达到最大值4.9。我们的工作表明，在单层PbI $_2$，它可以集成到现有的光伏器件的热电能量转换效率非常好。
2019-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric transport in monolayer phosphorene
我们应用广义玻尔兹曼理论来描述单层磷烯在短程和长程带电杂质相互作用下的热电输运性质。首先，我们提出了一个低能量的哈密顿量来探索准确的电子能带结构的磷烯与密度泛函模拟得到的结果进行比较。我们解释了导带和价带之间的耦合对热电性能的影响。我们表明，磷烯的导电性是高度各向异性的，而塞贝克系数和品质因数，而不受影响，通过存在或不存在的耦合项，几乎是各向同性的。此外，我们表明，$n$型掺杂的导电性是更多的耦合项比$p$型的影响。随着热电势符号的变化，可以实现深刻的热电效应。
2017-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological phase transition in monolayer 1T$^{\prime}$-MoS$_2$
本文用k·p哈密顿量与线性响应理论研究单层1T′-MoS₂，揭示α调控下从量子自旋霍尔绝缘体到能带绝缘体的拓扑相变及自旋、谷输运特征。
2025-03-18 cond-mat.mes-hall
Mott and Wiedemann Franz Law for Monolayer Graphene for Different Scattering Mechanisms
本研究利用玻尔兹曼输运理论系统分析了单层原始石墨烯在不同散射机制下的热电响应，推导了低温解析表达式并验证其遵循莫特和维德曼-弗朗茨定律，同时揭示了高温下的偏差行为。
2024-12-29 cond-mat.mes-hall
One nanometer thin carbon nanosheets with tunable conductivity and stiffness
我们提出了一种制备纳米碳膜的新方法，其电学行为可以从绝缘到导电进行调节。联苯的自组装单分子膜通过电子交联，从表面分离，随后热解。高于1000 K，交联的芳族单层形成机械稳定的石墨相。这种转变伴随着薄层电阻率从~10^8降到~10^2 kOhm/sq，纳米膜的机械硬化从~10降到~50 GPa。纳米片的技术适用性通过将它们并入显微压力传感器来证明
2011-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonons and Thermal Conducting Properties of Borocarbonitride (BCN) Nanosheets
卤代硼碳氮化物（BCN）是一类二维材料，具有优异的催化分解水的活性。在这里，我们报告的热稳定性，声子和热导率的BCN单分子膜在很宽的温度范围内使用经典的分子动力学模拟的分析。我们的研究结果表明，在对比的情况下，石墨烯和氮化硼单层，在BCN单层的面外声子诱导的声子态密度在所有温度下的不对称性。尽管与石墨烯和BN单层相比具有较低的导热性能，但在200-1000 K的研究温度范围内，BCN纳米片的热导率损失不像石墨烯和BN那么多，因此，BCN纳米片适用于宽温度范围内的热界面器件应用。除了它们在水分解中的有前途的作用外，上述结果还突出了BCN 2D材料在热管理应用和热电器件中扩大使用的可能性。
2018-10-16 cond-mat.mes-hall
Interplay between spin-orbit interactions and a time-dependent electromagnetic field in monolayer graphene
考虑到自旋轨道相互作用的内在和Rashba型，我们在单层石墨烯上施加圆极化和线性极化的太赫兹场。结果表明，由于自旋分量对圆偏振光的不同反应，该场不仅可以用来在能谱中诱导出能隙，而且可以用来关闭已经存在的能隙。即使对于静态态密度与自旋-轨道相互作用无关的能量，也可以观察到驱动系统的态密度上的自旋-轨道耦合的签名。此外，它表明，初始波包的自旋极化和轨道动力学的时间演化可以调制通过改变的自旋轨道耦合参数的比例。假设系统获得准稳态，计算了辐照样品的电导率。我们的研究结果证实了最近获得的导电性的多步性质，其中中间步骤的数量可以通过调整自旋轨道耦合参数和场的取向来改变。
2013-08-28 cond-mat.mes-hall
Giant persistent photoconductivity in monolayer MoS2 field-effect transistors
过渡金属二硫属化合物（TMD）单层膜在电子学和光子学领域有着广泛的应用前景。基于TMD的器件暴露于光产生光载流子，导致增强的导电性，其可以有效地用于，例如，在光电探测器中。如果光增强的电导率在去除照射后仍然存在，则该效应被称为持续光电导性（PPC）。在这里，我们表明，紫外线（波长= 365 nm）曝光诱导一个非常长的寿命的巨型PPC（GPPC）在单层二硫化钼（ML-MoS2）场效应晶体管（FET）的时间常数为30天。此外，这种效应导致电导率的大幅增强，高达107倍。在以往的研究中，PPC的起源是由于外在的原因，如在基板或吸附的陷阱电荷，我们明确表明，GPPC主要是由ML-MoS2的固有特性，如晶格缺陷，诱导大量的局域态的禁带中。这一发现是支持一个详细的实验和理论研究的电传输在TMD的FET，以及通过表征ML-MoS2与扫描隧道光谱，高分辨率透射电子显微镜，和光致发光测量。所获得的结果提供了一个基于缺陷的工程的电子和光学性能的TMD器件应用的基础。
2020-12-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Measurement of the surface susceptibility and the surface conductivity of atomically thin $\rm MoS_2$ by spectroscopic ellipsometry
我们展示了如何正确地从椭圆偏振数据中提取描述单层$\rm MoS_2$的光学性质的表面磁化率和表面电导率。理论上，这些参数源于将单层二维晶体建模为表面电流，一个真正的二维模型。目前的实验实践是考虑这个模型等效于一个均匀的板与剥离的散装材料的层间距给出的有效厚度。我们证明，单层$\rm MoS_2$的表面磁化率的评价中的误差，由于使用的平板模型，是至少10%或更大，在确定这种材料的光学性质的显着差异。
2017-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Outstanding strength, optical characteristics and thermal conductivity of graphene-like BC$_3$ and BC$_6$N semiconductors
具有蜂窝晶格的碳基二维（2D）材料，如石墨烯、聚苯胺碳氮化物（C $_3$ N）和硼碳化物（BC $_3$）表现出优异的物理性质。在此基础上，我们提出了两种新型的具有BC $_6$ N化学计量比的类石墨烯材料。我们进行了第一性原理计算，探索石墨烯类BC $_3$和BC $_6$ N单层的稳定性，机械响应，电子，光学和热输运特性。声子色散中虚频的存在证实了BC $_3$和BC $_6$ N单分子膜的动力学稳定性。我们的第一性原理的结果表明，BC $_3$和BC $_6$ N呈现高弹性模量的256和305 N/m，和拉伸强度的29.0和33.4 N/m，与室温晶格热导率的410和1710 W/m.K，分别。值得注意的是，BC $_6$ N的热导率是所有2D材料中最高的之一。根据电子结构计算，BC $_3$和BC $_6$ N的单层分别是间接和直接带隙半导体。光学分析表明，单层BC $_3$和BC $_6$ N沿面内偏振方向的第一吸收峰出现在电磁波谱的可见光区。我们的研究结果显示出突出的高机械性能和热导率，以及有吸引力的电子和光学功能的BC $_3$和BC $_6$ N纳米片，并提出他们作为有前途的候选人，设计新颖的纳米器件。
2019-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Terahertz magneto-nanoscopy of encapsulated monolayer graphene
Ames National Laboratory, US Department of Energy（艾姆斯国家实验室）；Kangwon National University（江原国立大学）；Incheon National University（仁川国立大学）；Iowa State University（爱荷华州立大学）
研究太赫兹波下封装单层石墨烯的纳米尺度导电性，利用s-SNOM技术探测磁场依赖响应，揭示磁场对狄拉克费米子回旋共振的影响，为理解二维量子材料中太赫兹传输提供基础。
2026-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
