Monolayer-to-mesoscale modulation of the optical properties in 2D CrI3 mapped by hyperspectral microscopy
本研究利用高光谱宽场成像，揭示了二维磁性材料CrI3中复介电函数随厚度从单层到介观尺度的非单调变化，并关联其层依赖磁性，为磁光效应调控提供关键依据。
2023-01-03 cond-mat.mes-hall
Scanning Kerr microscopy of current induced switching in Ta/CoFeB/MgO films with perpendicular magnetic anisotropy
具有垂直磁各向异性的Ta/CoFeB/MgO三层膜有望在下一代电流和电场切换存储器和逻辑器件中发挥关键作用。在这项研究中，我们使用克尔显微镜旁边的电输运测量，以深入了解这种设备的基本开关机制。我们发现开关是一个随机的，畴壁驱动的过程，其速度是强烈依赖于开关电流。克尔成像示出了在器件边缘处的畴成核，建模揭示了可能由奥斯特场的垂直分量辅助。进一步的磁畴生长，导致磁化反转，可以通过自旋扭矩来辅助。
2015-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Long-lived spin polarization in n-doped MoSe$_2$ monolayers
过渡金属二硫属化合物单分子膜由于自旋和谷自由度以及谷选择性激子跃迁的耦合而对潜在的谷电子应用非常感兴趣。然而，这些材料中激子的超快复合对应用造成了自然限制，使得极化向驻留载流子的转移是非常有利的。在这里，我们研究了低温自旋谷动力学在名义上未掺杂和n掺杂的MoSe $_2$单层使用时间分辨克尔旋转。在n掺杂的MoSe $_2$中，我们发现了一个长寿命的克尔信号，我们归因于居民载流子的自旋极化。该组分在名义上未掺杂的MoSe $_2$中不存在。长寿命自旋极化在面内磁场作用下是稳定的。空间分辨的测量使我们能够确定在MoSe $_2$的电子自旋扩散常数的上限。
2017-06-07 cond-mat.mes-hall
Second harmonic microscopy of monolayer MoS2
我们发现，单层二硫化钼的反转对称性的缺乏允许强的光学二次谐波产生。在机械剥离的单层中产生810 nm脉冲的二次谐波，其非线性极化率为1 E-7 m/V。在三层中，极化率降低了7倍，在均匀层中降低了约两个数量级。通过化学气相沉积法生长的样品上进行了原理验证的二次谐波显微镜测量，其示出了这种效应在快速和非侵入性检测的晶体取向，厚度均匀性，层堆叠，和单结晶域尺寸的原子薄膜的二硫化钼和类似材料的潜在应用。
2013-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Magneto-optical Kerr effect and magnetoelasticity in weak ferromagnetic RuF$_4$ monolayer
非共线磁结构以其独特的物理性质和广阔的应用前景吸引了人们的研究兴趣。在这项工作中，基于相对论密度泛函理论，我们揭示了有趣的磁有序和相关的性质，单层RuF $_4$，它可以从它的体相剥离。虽然Ru离子的自旋在最近邻之间几乎是反铁磁排列的，但由于反对称的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用以及单离子各向异性，产生了弱铁磁性。一个突出的磁光克尔效应可以观察到这种反铁磁体，类似于那些规则的强铁磁体。此外，单轴应变可以诱导铁弹开关连同自旋方向的面内旋转，从而产生强的内禀磁弹性。我们的工作不仅为二维磁性材料的研究提供了一个新的方向，而且为基于反铁磁磁弹性或磁光材料的未来器件提供了线索。
2022-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Simulated scanning tunneling microscopy images of few-layer-phosphorus capped by graphene and hexagonal boron nitride monolayers
元素磷被认为具有几种稳定的同素异形体，其在能量上接近简并，但具有化学反应性。为了防止在环境条件下的化学降解，这些结构可以被六方氮化硼（{ \em h}-BN）或石墨烯的单层覆盖。我们进行{ \em ab initio}密度泛函计算来模拟磷的不同层状同素异形体的扫描隧道显微镜（STM）图像，并研究覆盖层对这些图像的影响。我们发现，绝缘{ \em h}-BN的保护性单层允许区分下面的磷的不同结构相，即使图像仅通过看起来透明的氮原子过滤。对于被半金属石墨烯覆盖的磷膜来说，这种区别是不可能的。我们的研究结果表明，STM的真实空间成像能力不会受到所选择的保护磷表面的覆盖层的阻碍。
2015-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Study of magnetization reversal in Neel and Bloch regime of Ni and Py stripes using Kerr microscopy
本文利用克尔显微镜系统研究了Ni和Py微条纹在Neel与Bloch domain wall regime下的磁化反转，发现磁场施加方向影响domain传播路径，且Bloch regime下domain wall密度更高。
2020-12-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Characterization of the second- and third-order nonlinear optical susceptibilities of monolayer MoS$_2$ using multiphoton microscopy
我们报告的二次和三次谐波产生在单层的MoS $_\mathrm{2}$作为一种工具，用于成像和准确地表征材料的非线性光学性能在1560 nm激发。使用表面非线性光学处理，我们推导出表达式相关的实验测量的第二和第三阶非线性片的磁化率的大小，获得值的$|χ_s^{(2)}|=2.0\times10^{-20}$ m $^2$ V $^{-1}$和第一次为单层钼$_\mathrm{2}$，$|χ_s^{(3)}|=1.7\times10^{-28}$ m $^3$ V $^{-2}$。这些片材极化率对应于$|χ_{b}^{(2)}|=2.9\times10^{-11}$ m V $^{-1}$和$|χ_{b}^{(3)}|=2.4\times10^{-19}$ m $^2$ V $^{-2}$的有效体积非线性极化率值，说明了片材厚度。还进行了MoS $_\mathrm{2}$和石墨烯之间的实验比较，证明了单层MoS $_\mathrm{2}$中的$\sim$ 3.4倍的三阶非线性，突出了该材料在电信C波段的非线性光子学的潜力。
2016-11-15 cond-mat.mes-hall physics.optics
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
Gate controlled spin-valley locking of resident carriers in WSe2 monolayers
使用时间分辨克尔旋转，我们测量的自旋/谷动力学的居民电子和空穴在单电荷可调单层的原型过渡金属二硫属化物（TMD）半导体WSe 2。在n型制度，我们观察到长（70 ns）的极化弛豫的电子是敏感的面内磁场$B_y$，表明自旋弛豫。与此形成鲜明对比的是，非常长（2微秒）的极化弛豫的孔被发现在p型制度，这是不受$B_y$，直接确认长期以来的预期强自旋谷锁定的单层TMD的价带的空穴。在连续波克尔谱和Hanle测量的支持下，这些研究提供了单层TMD中载流子极化动力学的统一图像，这可以指导未来valleytronic器件的设计原则。
2017-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin relaxation in sub-monolayer and monolayer InAs structures grown in GaAs matrix
用时间分辨克尔转动谱研究了InAs/GaAs异质结构中的电子自旋动力学。InAs/GaAs异质结构由InAs（1/3 $\sim$ 1单层）嵌入（001）和（311）A GaAs基体组成。亚单层InAs样品的自旋弛豫时间比单层InAs样品的自旋弛豫时间显著增加。我们将自旋弛豫的减慢归因于运动窄化区域中的尺寸约束D \textquoteright{} yakonov-Perel \textquoteright{}机制。电子自旋弛豫时间和有效的g因子在亚单层样品被发现是强烈依赖于光子产生的载流子密度。讨论了D \textquoteright{} yakonov-Perel \textquoteright{}和Bir-Aronov-Pikus机制对自旋退相干的贡献，解释了不同载流子密度下自旋退相干的温度依赖性.
2009-02-03 cond-mat.mes-hall
Valley-selective optical Stark effect probed by Kerr rotation
监测和控制不同状态的能力是新兴量子技术的核心。过渡金属二硫属化物（TMDC）单层中的谷赝自旋是用于这种控制的有希望的自由度，其中光学斯塔克效应允许使用超快光脉冲对WS $_2$和WSe $_2$中的能级进行谷选择性操纵。尽管取得了这些进展，但对TMDC中谷敏感的光学斯塔克位移的理解受到基于反射的检测方法的限制，其中信号很小并且容易受到背景效应的影响。需要更灵敏的基于偏振的光谱学来更好地探测用于谷能级的全光学操纵的超快斯塔克位移。在这里，我们表明时间分辨克尔旋转是一个更敏感的探针的谷选择性光学斯塔克效应在单层TMDC。与已有的时间分辨反射率方法相比，克尔旋转对背景效应不太敏感。克尔旋转提供了斯塔克效应光信号的信噪比的五倍改进和能量偏移的更精确估计。这种增加的灵敏度允许观察单层MoS $_2$中的光学斯塔克位移，其表现出谷和能量选择性，证明了这种方法在其他层状材料和异质结构中用于研究这种效应的前景。
2017-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
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
Valley-Polarized Exciton Dynamics in Exfoliated Monolayer WSe$_2$
半导体过渡金属二硫属化物单分子膜已经成为未来基于谷电子学的量子信息技术的有希望的候选者。通过圆偏振光的照射，可以确定性地初始化这些材料中紧密束缚的电子-空穴对的两种不同的动量态。在这里，我们调查的超快动力学这样的谷极化在单层钨二硒化物通过时间分辨克尔反射计。在我们的样品中观察到的克尔信号完全来自电荷中性激子。我们的研究结果支持的快速衰减的明亮激子的谷极化由于辐射复合，导带内自旋翻转跃迁，间隔散射过程，并形成长寿命的谷极化暗态的图片。
2017-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Valley Dynamics of Excitons in Monolayer Dichalcogenides
单层过渡金属二硫属化物（TMDC）最近出现作为可能的候选人谷电子应用，作为自旋和谷赝自旋直接耦合和稳定的一个大的自旋分裂。在这些半导体材料中，光学激发的电子-空穴对形成具有大结合能的紧密库仑束缚激子。激子跃迁的选择规则允许使用共振激发直接光学产生谷偏振激子群体。在这里，我们调查激子谷动力学在三个不同的TMDC单分子膜的时间分辨克尔旋转在低温下。我们观察到明显的差异，在谷动力学的钨和钕基TMDC，这是直接相关的导带自旋分裂在这些材料中的相反顺序。
2017-06-07 cond-mat.mes-hall
Full Crystallographic Imaging of Hexagonal Boron Nitride Monolayers with Phonon-Enhanced Sum-Frequency Microscopy
本研究提出相位分辨和频显微镜，利用声子增强实现hBN单层快速成像，并揭示其晶体取向与氮终止锯齿边缘，为范德华材料表征提供超灵敏工具。
2025-04-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Disentangling topological and anomalous Hall contributions of skyrmions using Kerr microscopy and thermal transport measurements
Institute of Physics, University of Greifswald（格赖夫斯瓦尔德大学物理研究所）；Department of Materials Science, Kiel University（基尔大学材料科学系）；Kiel Nano, Surface and Interface Science (KiNSIS), Kiel University（基尔大学基尔纳米、表面与界面科学(KiNSIS)）；Department of Physics, The Grainger College of Engineering（格兰杰工程学院物理系）
研究Ta/CoFeB/MgO单层厚膜中斯格明子的拓扑霍尔效应，利用磁光克尔显微镜成像表面磁化以分离该效应，测量出室温下的拓扑霍尔电阻率，通过与热输运和电输运测量对比验证结果，实现对拓扑和反常霍尔贡献的分离。
2026-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
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
Fluctuation imaging of disorder in monolayer semiconductors
Ghent University（根特大学）；Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学）
本研究利用荧光波动显微镜技术，实现了单层半导体中杂质波动的成像，通过对比不同基底和热退火处理，揭示了杂质对激子稳定性的影响，为评估单层半导体质量提供了快速且有效的方法。
2026-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
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
Long valley lifetime of free carriers in monolayer WSe2
过渡金属双硫族化合物（TMD）单层膜具有谷自由度、巨自旋轨道耦合和自旋谷锁定等特点。这些奇异的性质激发了人们探索其在概念自旋电子学、谷电子学和量子计算中潜在应用的努力。在所有奇异方向中，自旋和/或谷极化的长寿命是关键的。目前的谷动力学研究主要集中在带边激子的光学响应，由于增强的库仑相互作用在二维。自由载流子的谷寿命仍不明确。在这项工作中，我们使用时间分辨克尔旋转光谱探测单层钨二硒化物中激子和自由载流子的谷动力学。自由载流子的谷寿命在70 K时约为2 ns，比激子的约2 ps长约3个数量级。自由载流子谷寿命的延长证明了交换作用在光激发中占主导地位。泵浦-探测光谱还揭示了单层WSe 2中的激子结合能为0.60 eV。
2016-12-05 cond-mat.mes-hall
Valley lifetimes of conduction band electrons in monolayer WSe$_2$
二维过渡金属二硫族化合物研究的主要任务之一是谷寿命的测定。在这项工作中，我们结合时间分辨克尔旋转与电输运测量探索单层WSe $_2$的自由导带电子的栅极依赖的谷寿命。当把费米能调谐到导带中时，我们观察到各自的谷寿命的强烈降低，这与自旋轨道和电子-声子散射是一致的。我们解释了谷极化的形成由谷间散射的光激发谷极化亮trions到暗态的散射。此外，我们表明，传统的时间分辨克尔旋转测量方案进行了修改，以考虑光致栅极屏蔽效应。忽视这种适应可能导致从门依赖光学测量得出错误的结论，并且可能完全掩盖真正的门依赖谷动态。
2020-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magneto-optical Kerr effect in spin split two-dimensional massive Dirac materials
二维大质量狄拉克电子具有有限的Berry曲率，其陈数为$\pm 1/2$，这意味着量子化的直流霍尔响应和子带隙全四分之一克尔旋转。在二维大质量狄拉克材料中观察到这些效应，如带隙石墨烯，六方氮化硼或过渡金属二硫属化物（TMD），这一事实被狄拉克锥成对出现相反符号的Berry曲率，导致Chern数消失的事实所掩盖。在这里，我们表明，自旋-轨道相互作用的存在下，结合交换自旋分裂诱导稀释磁性杂质或接近铁磁绝缘体，给出了在这样的系统中的净磁光克尔效应的起源。我们着重于TMD单层膜的情况下，研究克尔旋转的频率和交换自旋分裂的依赖。基板的作用包括在理论中，并发现严重影响的结果。我们的计算表明，国家的最先进的磁光克尔光谱可以检测到一个单一的磁性杂质在稀磁TMD。
2020-04-10 cond-mat.mes-hall
Spin Accumulation based deep MOKE Microscopy
针对深埋磁性层无法用传统磁光克尔效应成像的问题，提出SA-MOKE技术，通过同侧光学触发检测自旋积累，突破光学穿透深度限制，实现铜覆盖层达数百nm时的磁成像。
2025-11-17 cond-mat.mes-hall
Nonlinear dark-field imaging of 1D defects in monolayer dichalcogenides
具有比主体的一维小的一维的扩展缺陷，例如3D材料中的2D晶界或2D材料中的1D晶界，可能是特别有害的，因为它们直接阻碍电荷、自旋或热的传输，并且可能将金属特性引入到其他半导体系统中。不幸的是，缺乏快速且非破坏性地成像2D材料中的1D缺陷的技术。扫描透射电子显微镜（STEM）、拉曼、光致发光和非线性光学光谱都是非常有价值的，但是当前的实施方式遭受低吞吐量和破坏性性质（STEM）或其在纳米级的明确灵敏度的限制。在这里，我们表明，暗场二次谐波发生（SHG）显微镜可以快速，有效，非破坏性的探测单层dichalcogenides（即MoSe 2，MoS2和WS2）的晶界和边缘。暗场SHG有效地分离了发射光的空间分量，并利用来自不同取向的晶畴的干涉效应，通过切伦科夫型SHG发射将晶界和边缘定位为非常明亮的1D图案。这种发射在MoSe 2单分子膜的频率依赖性解释在等离子体增强的SHG有关的缺陷金属字符。这种用于纳米尺度成像的颗粒结构，畴取向和2D不同半导体中的局部1D等离子体激元的新技术，因此能够在应用和基础材料发现方面取得更快的进展。
2019-03-12 cond-mat.mes-hall
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
Highly nonlinear trion-polaritons in a monolayer semiconductor
具有强有效光子-光子相互作用（类克尔非线性）的高度非线性光学材料在新型量子光源以及超快和量子光学信号处理电路的开发中是必需的。在这里，我们报告非常大的克尔类非线性采用强光学跃迁的带电激子（trions）观察到的半导体过渡金属二硫属化物（TMDC）。通过在低电子密度下用微腔模式在单层MoSe $_2$中混合trions，我们实现了trion极化激元，由于相空间填充，在非常小的光子通量下表现出显着的能量偏移。最值得注意的是，强烈的三振子极化激元非线性被发现是10至1000大于其他极化激元系统，包括中性激子极化激元在TMDC。此外，它超过裸TMDC、石墨烯和其他广泛使用的光学材料（例如Si、AlGaAs等）中弱光-物质耦合状态下的克尔非线性的大小的$\sim 10^3-10^5$倍。这些结果与解释激子和trions的复合性质以及它们的统计与理想玻色子和费米子的统计的偏差的理论是一致的。这项工作为量子光学应用开辟了一个新的高度非线性系统，通过范德华异质结构的纳米工程实现了原则上的可扩展性和控制。
2019-10-31 cond-mat.mes-hall quant-ph
Atomically Resolved Observation of Continuous Interfaces between As-grown MoS2 Monolayer and WS2/MoS2 Heterobilayer on SiO2
通过化学气相沉积（CVD）方法合成的范德华（vdW）异质结构允许产生和调整二维（2D）材料的有趣的电子和光学性质，其知识对于广泛的潜在应用是至关重要的。在这里，我们报告我们的扫描隧道显微镜/光谱（STM/STS）研究生长的二硫化钼单层和WS 2/MoS 2异质双层二氧化硅。异质双层比MoS 2单层更光滑，前者的均方根（RMS）粗糙度为0.230 ± 0.021 nm，后者为0.329 ± 0.033 nm。据我们所知，这是第一次，我们直接观察到一个连续的界面之间的二硫化钼单层和顶层的异质双层原子分辨率。这一发现与先前报道的异质双分子层顶层的开放边缘形成对比。我们的STS结果和密度泛函理论（DFT）计算揭示了异质双层和二硫化钼单层的带隙。
2018-04-24 cond-mat.mes-hall
One-dimensional Si chains embedded in Pt(111)and protected by a hexagonal boron-nitride monolayer
利用扫描隧道显微镜，我们表明，Si沉积在Pt（111）在300 K导致的一维Si链的网络。在裸露的Pt（111）表面上，嵌入Pt表面的链沿<112>-方向取向。由于残留气体的存在，它们在真空中几个小时内就会消失。将链暴露于不同的气体中，故意揭示了CO是链消失的主要原因。可以通过在Si沉积之前沉积的单层六方氮化硼来稳定链。所得到的Si链相对于裸Pt（111）表面上的链旋转30°，并且甚至暴露于空气中10分钟也能存活。
2018-06-06 cond-mat.mes-hall
Impact of environment on dynamics of exciton complexes in a WS$_2$ monolayer
由于二维几何结构和多谷能带结构中不寻常的库仑相互作用，科学家对揭示原子薄半导体的原始光学性质和功能的好奇心推动了对过渡金属二硫属化物（TMD）单层的研究。虽然最近的工作确定了异国情调的充满活力的计划，激子复合物在TMD，我们在这里采用四波混频显微镜表明，其亚皮秒动力学是由周围的障碍。聚焦于单层WS $_2$，我们观察到激子相干性主要是由于与声子的相互作用和朝向光学暗激子态的弛豫过程而丢失的。值得注意的是，当温度较低和无序弱激子大相干体积导致巨大的振子强度，允许达到辐射限制退相的制度，我们观察到长谷相干。因此，我们阐明了激子环境中的TMDs的动力学的关键作用，并表明，揭示的机制是无处不在的家庭。
2017-10-11 cond-mat.mes-hall
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
Nano-optical imaging of monolayer MoSe2 using tip-enhanced photoluminescence
二维过渡金属二硫属化物（TMD）的带隙调谐是制备新型光电子器件的关键。高分辨率的光致发光（PL）显微镜是需要准确的带隙特性。我们进行了尖端增强的光致发光（TEPL）测量单层MoSe 2与纳米级的空间分辨率，提供了一个改进的表征的带隙与地形相比，传统的远场光谱。我们还观察到PL位移的边缘和TEPL增强因子的空间依赖性进行了研究。
2017-04-11 cond-mat.mes-hall physics.optics
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
Spin coherence and dephasing of localized electrons in monolayer MoS$_2$
本文系统地研究了电子掺杂单层MoS $_2$中的相干自旋旋进和自旋退相。使用时间分辨克尔旋转光谱和施加的面内磁场，纳秒时间尺度的拉莫尔自旋进动信号与$g$ -因子$|g_0|\simeq 1.86$相称的观察在几个不同的MOS $_2$样品的化学气相沉积。该振荡信号的退相速率随磁场线性增加，这表明相干性产生于具有不连续加宽的$g$因子分布$g_0 + Δg$的局部电子自旋的子系综。与$g_0$相反，$Δg$是样品依赖性的，范围为0.042至0.115。
2015-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spontaneous Symmetry Breaking and Dynamic Phase Transition in Monolayer Silicene
用扫描隧道显微镜观察到在Ag（111）表面的（r3 xr3）R30°蜂窝状硅烯单层膜在低于40 K的温度下发生了相变，转变为两种镜像对称的边界分离的菱形相.第一性原理计算表明，硅烯与Ag（111）之间的弱相互作用驱动了单层硅烯的自发超屈曲，形成了两个能量简并的镜像对称（r3xr3）R30°菱形相，其中在狄拉克点（DP）附近产生了线性带色散，并在DP处产生了显著的能隙开放（150 meV）.这两个相之间的低转变势垒使它们能够通过动态触发器运动互换，从而在高温下观察到（r3xr3）R30°蜂窝结构。
2012-12-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unveiling valley lifetimes of free charge carriers in monolayer WSe$_2$
我们报告纳秒长，栅极依赖的谷寿命的自由载流子在单层WSe $_2$，明确确定的时间分辨克尔旋转和电输运测量相结合。当将费米能级调谐到导带或价带中时，虽然谷极化增加，但存在与电子-声子和自旋-轨道散射一致的相应谷寿命的强烈减小。最长的寿命被认为是自旋极化束缚激子在带隙区域。我们解释我们的研究结果通过两个不同的，费米能级依赖的散射通道的光激发，谷极化亮trions通过暗态或束缚态。通过静电门控，我们证明了过渡金属二硫属化物WSe $_2$可以被调谐为长寿命局域自旋态的理想宿主或允许自由载流子的纳秒谷寿命（> 10 ns）。
2020-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Triple-q State in Antiferromagnetic Monolayer Interfaced with Bismuthene
本文在Ag(111)上制备铋烯覆盖的Mn单层，结合SP-STM与DFT确认其磁基态为3Q3-like自旋织构，并揭示铋烯诱导的单轴磁各向异性及外磁场下3Q3up/down畴的切换行为。
2025-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing magnetism in 2D materials at the nanoscale with single spin microscopy
最近在二维范德瓦尔斯（vdw）晶体中发现的铁磁性引起了广泛的兴趣，由于其基础和应用研究的潜力。为了促进对VDW磁体的理解和应用，需要在纳米尺度上定量探测其磁特性的方法。在这里，我们报告的研究原子级薄晶体的vdw磁铁铬I $_3$下降到个人单层使用扫描单自旋磁力仪，并展示定量，纳米成像的磁化强度，局部缺陷和磁畴。我们确定的CrI $_3$单层的磁化强度为$\approx16~μ_B/$ nm $^2$，并发现在奇数层的样品可比值，而磁化消失时，层数是偶数。我们还建立了这种神秘的奇偶效应与材料结构密切相关，并且结构修改可以诱导铁磁和反铁磁层间有序之间的切换。除了揭示原子薄的CrI $_3$晶体中的磁性的新方面之外，这些结果还展示了单自旋扫描磁力仪用于研究2D vdw磁体中的磁性的能力。
2019-02-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Direct measurement of broken time-reversal symmetry in centrosymmetric and non-centrosymmetric atomically thin crystals with nonlinear Kerr rotation
本研究提出基于三次谐波克尔旋转的测量方法，通过椭圆偏振光实现自旋选择性带隙调制打破时间反演对称性，可探测中心对称与非中心对称原子级薄TMDs晶体的破缺时间反演对称性，揭示其自旋-谷/自旋-谷-层锁定关联。
2025-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Directional emission from WS2 monolayer coupled to plasmonic Nanowire-on-Mirror Cavity
通过将二维过渡金属二硫族化物耦合到等离子体纳米腔中来影响二维过渡金属二硫族化物激子发射特性的光谱和方向特性已经成为二维材料纳米光子学的重要前景。在本文中，我们实验研究了定向光致发光发射二硫化钨（WS 2）单层夹在单晶等离子体银纳米线（AgNW）波导和金（Au）镜，从而形成一个AgNW-WS 2-Au腔。通过采用偏振分辨傅立叶平面光学显微镜，我们量化的AgNW-WS 2-Au腔的远端的定向发射特性。考虑到我们的几何形状同时有利于局部场增强和波导能力，我们设想其在基于2D材料的片上纳米光子信号处理中的实用性，包括非线性和量子光学制度。
2021-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.app-ph
Mirror-Coupled Microsphere can narrow the Angular distribution of Photoluminescence from WS2 Monolayers
工程光学发射从二维，过渡金属二硫属化物（TMD）材料，如二硫化钨（WS 2）在创建和理解纳米光子源的影响。控制来自2D材料的光发射的挑战之一是使用简单的光子几何结构来实现窄角展度。在本文中，我们研究了如何控制单层WS 2的光致发光耦合到薄膜耦合微球介质天线时。具体而言，通过采用傅立叶平面显微镜和光谱技术，我们量化的波矢量分布在动量空间。结果表明，WS 2光致发光的发散角为θ1/2 = 4.6°。此外，实验测量得到了三维数值模拟的支持。我们设想，所讨论的结果可以推广到各种纳米光子2D材料，并可以利用非线性和量子技术。
2022-06-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
