Diffusion quantum Monte Carlo and GW study of the electronic properties of monolayer and bulk hexagonal boron nitride
采用扩散量子蒙特卡罗（DMC）和多体$GW$方法计算了单层和块状六方氮化硼（hBN）的电子带隙。我们发现单层带隙是间接的。$GW$在单激发$G_0W_0$和部分自洽的$GW_0$水平上预测了小得多的准粒子能隙。相比之下，在$GW_0$计算之上求解Bethe-Salpeter方程会产生与DMC值非常一致的直接激子在$K$点处的激子结合能。振动重整化的电子带隙被发现是显着的单层和散装。考虑到振动效应，DMC高估了体相hBN的带隙，而$GW$理论低估了它。
2020-04-22 cond-mat.mtrl-sci
Phonon dispersions and vibrational properties of monolayer, bilayer, and trilayer graphene
利用密度泛函微扰理论研究了单层和少层石墨烯（AB双层、ABA和ABC三层）的声子色散。与单层相比，由于层间耦合较弱，双层和三层石墨烯的光学声子$E_{2g}$模在$Γ$处分别分裂为两个和三个双简并分支.这些模式具有不同的对称性，并且对拉曼或红外（IR）测量（或两者）表现出不同的灵敏度。发现双层石墨烯的分裂为5 cm $^{-1}$，三层石墨烯的分裂为2至5 cm $^{-1}$。层间耦合估计为约2 cm $^{-1}$。我们发现，在K的最高光学模式移动约12厘米$^{-1}$的双层和18厘米$^{-1}$的三层相对于单层石墨烯。分析了这些光学本征模的原子位移。
2009-01-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Emergence of large non-adiabatic effects induced by the electron-phonon interaction on the complex vibrational quasi-particle spectrum of the doped monolayer MoS$_{2}$
我们提出了一个全面的第一性原理分析的非绝热效应，由于电子-声子相互作用的电子掺杂单层MoS $_{2}$的振动光谱。掺杂后费米表面的深度变化导致控制自旋守恒谷间电子散射的正常模式的线宽加宽，这随着所有自旋分裂传导谷的布居而变得不稳定。我们发现，非绝热光谱效应显着修改的绝热色散的长波长光学声子模式，负责谷内散射，只要不等价的山谷得到填充。通过一个简单的分析模型说明了这些结果。最后，我们解释了一个复杂的动力学结构的出现强相互作用的面外偏振A0 1光学振动模光谱的多声子准粒子图片定义在全复频率平面的装置，表明这种有趣的光谱结构起源于分裂的原始绝热支诱导的电子-声子耦合。
2019-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interlayer vibrational hybrid normal mode enabling molecular chiral phonons
通过第一性原理计算，发现芘修饰的MoSe₂单层中由分子受阻旋转与基底光学模式耦合产生红外活跃手性声子，为分子超晶格中实现声子手性提供了可能。
2023-08-31 cond-mat.mtrl-sci
Structural and vibrational properties of two-dimensional $\rm Mn_xO_y$ nanolayers on Pd(100)
使用不同的实验技术结合基于密度泛函理论的方法，我们已经探索了形成界面稳定的锰氧化物结构生长在Pd（100）（子）单层覆盖。在实验观察到的众多阶段中，我们将注意力集中在四种结构上，这些结构可以分为两个不同的制度，其特征在于不同的构建块。两个富氧相被描述为MnO（111）类O-Mn-O三层，而其他两个具有较低的氧含量，并基于MnO（100）类单层结构。计算和实验扫描隧道显微镜图像和振动电子能量损失谱之间的良好协议允许探索模型的详细原子描述。
2008-11-14 cond-mat.mtrl-sci
Raman vibrational spectra of bulk to monolayer ReS2 with lower symmetry
二维层状材料的晶格结构和对称性对其基本的力学、热学、电学和光学性质至关重要。然而，拉曼光谱作为一种方便且无损的工具，在识别所有允许拉曼模式的对称性以及确定具有高对称性的2D层状材料（如石墨烯和MoS 2）的相应晶体结构方面具有局限性。由于较低的结构对称性和非常弱的层间耦合的ReS 2，我们成功地确定了所有18个一阶拉曼活性模式的散装和单层ReS 2。在没有vanderWaals（vdW）修正的情况下，我们的局域密度近似（LDA）计算成功地再现了所有的拉曼模式。我们的计算也表明没有表面重建效应和低频刚性层拉曼模式低于100 cm-1的情况下。结合拉曼和LDA，从而提供了一个通用的方法来研究具有较低对称性的二维层状材料的振动和结构特性。
2015-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Orientation- and pressure-dependence of the vibrational response of a monolayer crystal on a vicinal diamond surface
本研究通过偏振拉曼光谱发现，高压下单层WS2在邻晶金刚石表面的振动响应强烈依赖于表面原子台阶取向，锯齿方向沿台阶时2LA模式强度骤降。
2025-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Path-integral simulation of graphene monolayers under tensile stress
采用路径积分分子动力学（PIMD）方法研究了拉伸应力作用下石墨烯单分子膜的温度-温度特性。这种方法可以考虑在这些结晶膜的振动模式的量子化，并分析非谐效应的影响，在膜的性能。量子核效应在石墨烯的结构和热力学性质中在低温下是可感知的，并且它们甚至可以在室温下是显著的。这种量子效应随着所施加的应力的增加而变得更加相关，主要是对于与面外原子振动相关的性质。量子动力学在离面运动中的相关性取决于系统的尺寸，并通过张应力增强。对于外加的拉伸应力，我们分析了弹性能对石墨烯内能的贡献。PIMD模拟的结果进行了比较与计算的基础上的谐波近似的石墨烯晶格的振动模式。这种近似相当好地描述了石墨烯的结构特性，只要横向方向上的ZA（弯曲）声学模式的频率包括压力相关校正。
2017-12-12 cond-mat.mtrl-sci
Distinct Correlation between the Vibrational and Thermal Transport Properties of Group \textrm{VA} Monolayer Crystals
研究新型二维材料的热输运性质对于评估其在未来技术应用（如热电发电）中的潜力至关重要。在这方面，研究了\textrm{VA}族元素的单层结构的晶格热输运性质（P，As，Sb，Bi，PAs，PSb，PBi，AsSb，AsBi，SbBi，P $_{3}$ As $_{1}$，P $_{3}$ Sb $_{1}$，P $_{1}$ As $_{3}$，作为$_{3}$ Sb $_{1}$）采用第一性原理计算和声子迭代法对具有类黑磷结构的Puckered结构进行了系统的研究玻耳兹曼输运方程磷被发现具有最高的晶格热导率，$κ$，由于其低的平均原子质量和强的原子间键合特性。作为一个问题，当然，各向异性$κ$得到所有考虑的材料，由于各向异性的声子群速度和散射率（弛豫时间）计算这些结构。然而，P、As和Sb的$κ$中的各向异性之间的确定的线性相关性是显著的。对应于所研究的化合物结构的结果清楚地指出，原始单分子膜的热（电子）导电性可能会被抑制（改善），通过将它们与相同的族元素合金化。例如，PBi沿扶手椅方向的室温$κ$预测为低至1.5 Wm $^{-1}$ K $^{-1}$，而P的预测为21 Wm $^{-1}$ K $^{-1}$。尽管在结构和振动性质的明显差异，我们特别揭示了一个有趣的相关性$κ$的所有考虑的材料$κ$ =c $_{1}$ + c $_{2}$ / $m^{2}$，特别是沿Z字形…
2017-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Zone-center phonons of bulk, few-layer, and monolayer 1T-TaS$_2$: Detection of the commensurate charge density wave phase through Raman scattering
我们提出了第一性原理计算的振动性质的过渡金属二硫属化物1T-TaS $_2$的各种厚度在高温（无畸变）阶段和低温相称的电荷密度波（CDW）阶段。我们还提出了测量的拉曼光谱的散装，少层，单层样品的温度远低于散装过渡到相称的阶段。通过我们的计算，我们确定的低频折回的声学模式作为一个方便的签名相称的CDW波结构的振动光谱。在我们测量的拉曼光谱中，这种特征在所有样品中都很明显，这表明当材料变薄时，即使降到单层，相称的相位仍然保持基态。这与以前的一些研究相反，这些研究表明抑制了薄片中的相称CDW转变。我们还使用偏振拉曼光谱探测c-轴轨道纹理在低T相，这是最近被认为是发挥作用的金属-绝缘体过渡，伴随着结构过渡到相称的CDW相。
2016-06-02 cond-mat.mtrl-sci
Effects of the number of layers on the vibrational, electronic and optical properties of alpha lead oxide
我们用第一性原理计算研究了层数对$α$ -PbO的结构、振动、电子和光学性质的影响。我们的理论计算表明，由于力常数的减小和键长的增加，$α$ -PbO的四个拉曼活性模有从体相到单分子层的红移趋势。它已被证明，而块体和多层$α$ -PbO具有间接带隙，单层形式具有2.59 eV的直接带隙值。虽然铅原子具有5d态，但自旋-轨道耦合并不显著影响$α$ -PbO的能带结构。计算的解理能值（0.67 J/m $^2$）证实，单层PbO可以很容易地从其本体对应物通过剥离方法获得。除了能带结构，我们还计算了$α$ -PbO结构的光学性质和吸收光子通量$J_{abs}$，以研究太阳吸收的可能性。我们的计算表明，虽然单层和双层PbO具有相对较大的带隙和较低的吸收系数，其$J_{abs}$值是不理想的太阳能吸收器件。相比之下，$α$ -PbO的多层相和体相显示出与太阳光谱的良好重叠，并产生高电流值。计算结果表明，$α$ -PbO复合薄膜（如厚度为3 nm）可以作为太阳能电池的理想材料。我们相信，我们的工作可以用来改善电子和光学器件的基础上的铅氧化物结构。
2018-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Surface Sensitive Raman Response of Metal-Supported Monolayer MoS$_2$
本文结合实验与从头计算，研究了Ag(111)和Ag(110)表面支撑单层MoS$_2$的拉曼响应，揭示金属界面相互作用及表面结构对面外$A'_1$振动模式等振动性质的显著影响。
2025-04-11 cond-mat.mtrl-sci
A Hybrid-DFT Study of Intrinsic Point Defects in $MX_2$ ($M$=Mo, W; $X$=S, Se) Monolayers
本文利用杂化密度泛函理论结合虚晶近似电荷补偿，系统研究了单层MX2（M=Mo/W，X=S/Se）本征点缺陷的结构、电子性质、稳定性及振动特征，并揭示了带电缺陷和温度效应对缺陷稳定性的重要影响。
2023-05-04 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
A first-principles study of the electronic, vibrational, and optical properties of planar SiC quantum dots
本文基于第一性原理系统研究了全平面SiC量子点的几何、电子、振动及光学性质，发现其H-L能隙受量子限域效应影响显著且可调，适用于光催化、发光二极管和太阳能电池等领域。
2023-11-21 cond-mat.mtrl-sci
Quantum effects in graphene monolayers: Path-integral simulations
采用路径积分分子动力学（PIMD）模拟方法研究了碳原子量子动力学对单层石墨烯性质的影响。利用LCBOPII有效势分析了12 ~ 2000 K范围内的高温性能。为了评估石墨烯的结构和热力学性质中的量子效应的大小，还进行了经典的分子动力学模拟。特别强调了原子沿面外方向的振动。即使量子效应存在于这些振动模式，我们表明，在任何有限的温度下，类经典运动占主导地位的量子离域，只要系统的大小是足够大的。振动模式显示出明显的非谐性，来自动能和势能的碳原子之间的比较。在有限温度下，原子间距和层面积都存在明显的核量子效应。由PIMD模拟得到的热膨胀系数在零温度极限下消失，符合热力学第三定律。
2016-12-22 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Raman Spectra and Excitonic Effects of the novel Ta$_2$Ni$_3$Te$_5$ Monolayer
本文研究了新型二维Ta$_2$Ni$_3$Te$_5$单层的拉曼光谱与激子效应，发现其为稳定的间接带隙半导体，具有特定的拉曼/红外活性模式及显著的线性光学各向异性与高激子束缚能。
2024-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structural properties and Raman spectroscopy of lipid Langmuir monolayers at the air-water interface
获得了十八胺（ODA）单分子膜和卵磷脂（PC）/ODA混合单分子膜在空气-水界面上的光谱。的单分子膜的组织已被其特征在于由表面压力面积等温线。偏光显微镜的应用提供了进一步的洞察领域的结构和相互作用的膜组件。表面增强拉曼散射（SERS）结果表明，表面活性剂的头部基团与亚相银粒子之间存在强相互作用，从而使拉曼光谱增强。通过将ODA与磷脂分子混合，并将混合物铺展在空气-水界面上，利用表面活性剂辅助的SERS效应获得了磷脂分子的振动信息。
2010-09-08 cond-mat.mtrl-sci physics.bio-ph
Nonlinear Tunable Vibrational Response in Hexagonal Boron Nitride
结构材料中的非线性光-物质相互作用是激发性质的来源，并使光子学的前沿应用成为可能。然而，非线性效应的幅度通常很小，因此需要高的光学强度来在纳米尺度上表现它们。在这里，我们揭示了单层六方氮化硼（hBN）在中红外声子极化激元区域的大的非线性响应，该响应是由与该材料中原子振动相关的强非谐势触发的。我们提出了强大的第一性原理理论预测的阈值光场$\sim40\,$ MV/m，以产生阶单位效应的克尔非线性和谐波产生，这是可能的组合所表现出的光学声子的长寿命和强烈的不对称景观的配置能量在hBN。我们进一步预见在纳米尺寸的结构在几个量子水平的极化激元封锁。此外，通过混合静态场和光学场，单层hBN的强非线性响应引起光学声子模式的显著频移，超过了使用横向选通技术可获得的面内DC场的谱宽。因此，我们预测了一个实用的方案，在中红外光电子学的潜在利益的振动模式的电调谐。hBN极化激元的强非线性响应、低阻尼和鲁棒性为光调制、传感和计量中的应用的发展奠定了基础，同时引发了对其他离子材料中的强振动非线性响应的研究。
2021-05-17 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
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
Origin of the monolayer Raman signature in hexagonal boron nitride: a first-principles analysis
单层的六方氮化硼（h-BN）原则上可以通过拉曼信号来识别，包括相对于体值的E2 g振动模式的频率的上移，但这种移位的起源（固有的或支持诱导的）仍有争议。在这里，我们使用密度泛函理论计算研究是否有一个内在的拉曼位移的h-BN单层相比，散装。有普遍的协议，所有测试的泛函预测的幅度的频率偏移后，在平面内的细胞参数的变化。很明显，一个小的面内收缩可以解释拉曼峰从体到单层上移。然而，我们发现，较大的面内参数在散装（单层相比）的结果从非局部相关效应，这不能占当地的泛函或经验色散修正。使用非本地相关功能，然后，我们调查的拉曼签名上的有限温度的影响。我们表明，散装h-BN在垂直于层的方向上热膨胀，而层内距离略有收缩，与观察到的实验行为一致。有趣的是，体膜和单层膜的面内晶胞参数的差异随着温度的升高而减小，在室温下变得很小。我们得出结论，不同的热膨胀的散装和单层部分“擦除”的固有拉曼签名，占其在最近的实验中的小幅度悬浮样品。
2018-03-22 cond-mat.mtrl-sci
Phonon transport of Janus monolayer MoSSe: a first-principles study
过渡金属二硫属化物（TMD）单分子膜由于其独特的物理性质而得到了最广泛的研究。最近，通过用Se原子取代$\mathrm{MoS_2}$中的顶部S原子层，合成了具有夹心S-Mo-Se结构的Janus TMD单层MoSSe。本文采用第一性原理计算和线性化的声子Boltzmann方程，在单模弛豫时间近似下，系统地研究了MoSSe单分子膜的声子输运和晶格热导率（$κ_L$）.计算结果表明，MoSSe单分子膜的$κ_L$远低于$\mathrm{MoS_2}$单分子膜，而高于$\mathrm{MoSe_2}$单分子膜。在室温下，MoSSe单层的相应的薄片热导率为342.50 $\mathrm{W K^{-1}}$。这些可以通过声子群速度和寿命来理解。与$\mathrm{MoS_2}$单分子膜相比，MoSSe单分子膜具有更小的群速度和更短的声子寿命，从而导致更低的$κ_L$。MoSSe的群速度比$\mathrm{MoSe_2}$单层大是导致$κ_L$高的主要原因。计算了$\mathrm{MoS_2}$、MoSSe和$\mathrm{MoSe_2}$单分子膜的弹性性质，其杨氏模量的量级与$κ_L$的相同.计算结果表明，同位素散射导致$κ_L$减少5.8%.还考虑了尺寸对$κ_L$的影响，这通常用于器件实现。当MoSSe单分子层的特征长度为110 nm左右时，$κ_L$减少一半。这些结果可能提供的应…
2018-01-04 cond-mat.mtrl-sci
Ab-initio Study of Electronic and Lattice Dynamical Properties of monolayer ZnO under Strain
基于第一性原理密度泛函理论，研究了应变下单层ZnO的电子与振动性质变化，发现带隙减小及直接到间接带隙转变，声子模色散改变，18%双轴拉伸应变下结构失稳，并分析了其热电潜力。
2023-08-01 cond-mat.mtrl-sci
Impact of electron-phonon interaction on the electronic structure of interfaces between organic molecules and a MoS$_2$ monolayer
Physics Department
本文通过第一性原理计算研究MoS$_2$与芘、吡啶单层界面的电子-声子相互作用，发现带隙重整化约80 meV，并揭示分子振动卫星峰的不同分子/杂化特征。
2025-11-08 cond-mat.mtrl-sci
Monolayer Molybdenum Disulfide Nanoribbons with High Optical Anisotropy
二维二硫化钼（MoS2）在下一代电子学和光电子学器件中显示出良好的应用前景。单层二硫化钼可以被图案化成准一维各向异性的二硫化钼纳米带（MNR），其中理论计算预测了新的性质。然而，很少有工作已经进行了实验探索的宽度小于20 nm的MNR的几何限制，可以导致有趣的现象。在这里，我们制备的MNR的宽度在5 nm至15 nm之间的直接氦离子束铣削。光学对比度和拉曼光谱的系统研究揭示了这些MNR的高光学各向异性。MNR中的拉曼模式具有很强的偏振依赖性。除了E'和A' 1峰由于声子限制效应而展宽外，对应于振动态密度奇异性的模也被边缘激活。拉曼模式的特殊偏振行为可以用MNR中光吸收的各向异性来解释，偏振光学对比度证明了这一点。该研究为从二维各向同性过渡金属二硫族化合物中探索具有高光学各向异性的准维材料提供了可能。
2015-12-28 cond-mat.mtrl-sci
Measurement of the optical dielectric function of transition metal dichalcogenide monolayers: MoS2, MoSe2, WS2 and WSe2
我们报告了四种过渡金属二硫属化物：MoS 2，MoSe 2，WS 2和WSe 2，光子能量为1.5 - 3 eV的单层膜的复杂面内介电函数的测定。从反射光谱使用Kramers-Kronig约束变分分析的结果。从介电函数，我们得到的绝对吸收的单分子膜。我们还提供了相应的散装材料的单层的介电函数的比较。
2016-10-15 cond-mat.mtrl-sci
Systematic Absences of Optical Phonon Modes in Phonon Dispersion Measured by Electron Microscopy
本研究利用扫描透射电子显微镜中的动量分辨振动光谱学，发现单层石墨烯在特定Γ点处光学声子信号系统性缺省，理论分析表明其源于不同基态原子散射波的完全相消干涉，该现象为材料局部振动性质的实验评估提供了新见解。
2024-06-06 cond-mat.mtrl-sci
Strain tuning of optical emission energy and polarization in monolayer and bilayer MoS2
利用显微拉曼光谱和光致发光（PL）光谱研究了单轴拉伸应变对柔性衬底上单层和双层MoS 2振动和光电性质的影响。初始简并的E^1_{2g}拉曼模式分裂成双峰，这是通过样品-衬底界面处的范德华耦合施加到MoS 2上的应变的直接结果。我们观察到一个强烈的移动的直接带隙的48 meV/（应变的%）的单层和46 meV/%的双层，其间接带隙移动了86 meV/%。我们发现，单层和双层样品的PL偏振与光谷初始化的强烈下降，表明散射的自旋简并伽马谷起着关键作用。
2013-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fine-Tuning of the Excitonic Response in Monolayer WS2 Domes via Coupled Pressure and Strain Variation
通过耦合压力与应变调控，在WS2穹顶中实现了激子响应的非线性调制，源于导带电子态杂化，为低维系统能带工程提供新途径。
2024-02-07 cond-mat.mtrl-sci
Large Excitonic Effects in the Optical Properties of Monolayer MoS2
这篇论文已经撤回，由于不确定性的赝势为基础的G0W0能带结构的正确性。
2012-08-22 cond-mat.mtrl-sci
Engineering bandgaps of monolayer MoS2 and WS2 on fluoropolymer substrates by electrostatically tuned many-body effects
本征电学和激子性质的单层过渡金属二硫属化物的CYTOP氟聚合物基板上进行了研究，大大抑制无意掺杂和介电屏蔽。采用固态回溯法在单层WS2中观察到双极输运行为。单层MoS2和WS2的激子性质由绷带重整化、泡利阻断和载流子屏蔽对载流子掺杂之间的复杂相互作用决定。
2016-04-27 cond-mat.mtrl-sci
Half-metallic to ferromagnetic phase transition in CrSH monolayer using DFT+U and BO-MD calculations
本研究通过DFT+U和BO-MD计算揭示1T-CrSH为稳定铁磁半导体、2H-CrSH为亚稳半金属且300K下转变成1T相，解决声子虚频问题，为自旋/谷电子学提供可调材料候选。
2024-11-27 cond-mat.mtrl-sci
Self-assembled Behaviors of Desulphurized $MoS_2$ Monolayer Sheets
后处理二维材料的自组装拓扑结构表现出不同于其母体材料的新颖物理性质。本文采用分子动力学（MD）模拟方法研究了脱硫对二硫化钼（$MoS_2$）单层自组装拓扑形貌的影响.分子动力学结果表明，脱硫含量不同的$MoS_2$单层板的原子能存在差异。自支撑和基底支撑的$MoS_2$单层片均表现出不同的拓扑结构，如平面、褶皱、褶皱和卷状，这取决于$MoS_2$单层片的脱硫含量、平面尺寸和长宽比。特别是，在临界脱硫含量下，它们卷起成纳米管形态，与先前的实验观察一致。此外，观察到的差异之间的独立和基板托管$MoS_2$单层片的分子形态图可以归因于独特的原子间相互作用和范德华相互作用。该研究为二维材料的功能化结构形态特性提供了重要见解，例如，$MoS_2$，通过缺陷工程。
2021-01-07 cond-mat.mtrl-sci
Reduced Thermal Conductivity of Supported and Encased Monolayer and Bilayer MoS$_2$
原子级薄的二维（2D）材料的电学和热学性质受到其环境的影响，例如通过远程声子散射或介电屏蔽。然而，虽然已知石墨烯的迁移率和热导率（TC）在衬底上降低，但是这些效应在诸如MoS $_2$的2D半导体中很少被探索。在这里，我们使用分子动力学来了解TC的变化，单层（1 L）和双层（2L）的MOS $_2$通过比较悬浮，支持，和包裹的结构。在300 K时，单层MoS $_2$的TC从悬浮时的~117 WmPDMATHABMN K $^{-1}$降低到SiOPDMATHABMM支撑时的~31 WmPDMATHABMN K $^{-1}$.将1 L MoS $_2$封装在SiO $_2$中进一步将其TC降低至~22 Wm $^{-1}$ K $^{-1}$。相比之下，2 L MoS $_2$的TC没有显著降低，在支撑和包裹时均比1 L高>50%。这些效应是由于声子散射与远程振动模式的基板，这是部分屏蔽在2L MoS $_2$。我们还研究了TC的1 L钼$_2$在很宽的温度范围（300至700 K）和缺陷密度（高达5 $\times$ 10 $^{13}$ cm $^{-2}$），发现基板降低了TC对这些因素的依赖。总的来说，这些都是重要的发现，适用于所有使用绝缘体支撑或包裹的2D半导体，而不是自由悬挂的应用。
2020-07-09 cond-mat.mtrl-sci
Tunable Photoluminescence of Monolayer MoS2 via Chemical Doping
我们证明了通过化学掺杂单层（1 L）-MoS 2的光致发光（PL）特性的可调谐性。高电子亲合势的p型掺杂剂的吸附使1 L-MoS 2的发光强度显著增强，而n型掺杂剂的吸附使1 L-MoS 2的发光强度降低。这种PL调制的结果从激子PL和trion PL之间的切换取决于在1 L-MoS 2中的载流子密度。通过这种基于溶液的化学掺杂方法在1 L-MoS 2中实现载流子的提取和注入使得能够方便地控制原子级薄MoS 2的光学和电学性质。
2013-08-16 cond-mat.mtrl-sci
Interfacial stress transfer in monolayer and few-layer MoS2 nanosheets in model nanocomposites
了解从聚合物基体到二维增强体的应力传递机制对于制备高性能纳米复合材料至关重要。在这项研究中，从一个灵活的聚合物基板的单层和少层二硫化钼MoS2在张力下的界面应力转移进行了研究。层相关和应变相关的光致发光（PL）光谱被用来检查应力转移效率。
2022-10-18 cond-mat.mtrl-sci
Piezoelectric Electrostatic Superlattices in Monolayer MoS$_2$
本文基于第一性原理计算，研究了单层 MoS$_2$ 中由静电势诱导的一维超晶格，发现结构畸变主导的压电耦合效应显著减小带隙并形成色散微带，从而实现对自旋-谷耦合的精细调控。
2024-01-08 cond-mat.mtrl-sci
Elastic Properties of Chemical-Vapor-Deposited Monolayer MoS2, WS2, and Their Bilayer Heterostructures
材料的弹性性能是其在应用中集成的重要因素。化学气相沉积（CVD）单层半导体被提议作为工业规模的柔性器件和2D范德华异质结构的构建块中的关键部件。然而，它们的机械和弹性性能尚未完全表征。在这里，我们报告了CVD单层MoS2和WS2的高2D弹性模量（~170 N/m），其非常接近剥离的MoS2单层的值，并且几乎是最强材料石墨烯的值的一半。它们的双层异质结构的二维模量低于每层的二维模量之和，但与相应的双层同质结构相当，这意味着异质单层之间的相互作用与同质单层之间的相互作用相似。这些结果不仅提供了深刻的见解，以了解层间相互作用的二维范德华结构，但也可能允许工程的弹性性能所需的。
2014-07-10 cond-mat.mtrl-sci
A Wide Optical-Gap in Fully $sp^3$-Like Hydrogenated Monolayer Graphene
Università degli Studi di Roma Tre（罗马第三大学）；INFN Sezione di Roma Tre（意大利国家核物理研究所罗马三分部）；Graphene Labs, Istituto italiano di tecnologia（意大利理工大学石墨烯实验室）；Sapienza Università di Roma（罗马智慧大学）
通过光谱表征，报道了完全sp^3杂化的氢化单层石墨烯具有6.3 eV的宽光学带隙，并揭示了氢化形态的共存。
2026-05-30 cond-mat.mtrl-sci
Theoretical investigation of quantum capacitance in the functionalized MoS$_2$-monolayer
在这项工作中，我们研究了功能化的MoS $_2$单分子膜的电子结构和量子电容。通过在Mo $S_2$单分子层上使用不同的吸附原子进行了功能化。采用密度泛函理论计算了不同掺杂浓度下的掺杂原子MoS $_2$单层膜的电子结构.随后估计了系统的量子电容。已观察到高于200 $μ$ F/cm $^2$的显著量子电容。计算结果表明，Mo原子与过渡金属ad原子置换掺杂后，MoS $_2$单分子膜的量子电容显著增强.分析了该体系量子电容增强的微观原因。我们基于DFT的计算表明，在带边附近的新的电子态的产生和费米能级的移动所造成的ad原子的吸附导致在系统中的一个非常高的量子电容。
2020-11-24 cond-mat.mtrl-sci
Defect-induced conductivity anisotropy in MoS2 monolayers
各种类型的缺陷在二硫化钼单层及其对电子结构和输运性质的影响进行了研究，使用密度泛函为基础的紧束缚方法结合格林函数的方法。MoS2单分子膜中的本征缺陷显著影响其电子性质。即使在低浓度下，它们也会显著改变量子电导。虽然电子输运实际上是各向同性的原始二硫化钼，强烈的各向异性中观察到的缺陷的存在。在半导体MoS2中观察到局部中间带隙状态，其对电导率没有贡献，但方向相关的散射电流，并且电导率在线缺陷和选定的晶界模型之间强烈降低。
2013-12-12 cond-mat.mtrl-sci
Valley-dependent properties of monolayer MoSi$_{2}$N$_{4}$, WSi$_{2}$N$_{4}$ and MoSi$_{2}$As$_{4}$
在最近的工作中，已经在实验中成功地合成了新的二维材料，单层MoSi $_{2}$ N $_{4}$和WSi $_{2}$ N $_{4}$，并且已经预测了具有类似结构的几种其他单层材料，例如MoSi $_{2}$ As $_{4}$ [{ \color{blue} Science 369，670-674（2020）}]。本文基于第一性原理计算和理论分析，研究了单层MoSi $_{2}$ N $_{4}$，WSi $_{2}$ N $_{4}$和MoSi $_{2}$ As $_{4}$的电子和光学性质.我们表明，这些材料是半导体，与一对Dirac-type谷位于角的六角形布里渊区。由于反转对称性破缺和自旋轨道耦合效应，谷费米子表现出自旋-谷耦合、谷对比Berry曲率和谷选择光学圆二色性。我们还建立了谷的低能有效模型，计算了自旋霍尔电导率和介电常数，并研究了应变对能带结构的影响。我们的研究结果揭示了单层MoSi $_{2}$ N $_{4}$、WSi $_{2}$ N $_{4}$和MoSi $_{2}$ As $_{4}$中有趣的谷物理现象，表明它们在谷电子学和自旋电子学中具有巨大的应用潜力.
2020-12-30 cond-mat.mtrl-sci
Electronic properties and quasi-particle model of monolayer MoSi$_2$N$_4$
通过第一性原理计算和对称性分析相结合的方法，我们对单层MoSi $_2$ N $_4$的电子性质进行了理论研究.自旋-轨道耦合导致能带分裂，而水平镜像对称锁定了沿z方向的自旋极化。此外，我们还建立了一个三带紧束缚模型来描述单层MoSi $_2$ N $_4$的低能准粒子态，该模型可以推广到应变MoSi $_2$ N $_4$及其衍生物.紧束缚模型的计算结果表明，该模型与第一性原理计算的结果吻合得很好，并显示出无阻尼的$\sqrt{q}$依赖的等离激元模式.我们的模型可以扩展到适合于未来的理论和数值研究的低能性能的MoSi $_2$ N $_4$家庭材料。此外，对单层MoSi $_2$ N $_4$电子性质的研究为它在自旋电子学和等离子体学中的应用奠定了基础。
2021-10-16 cond-mat.mtrl-sci
Constructing Metallic Nanoroad on MoS2 Monolayer via Hydrogenation
单层过渡金属二硫属化合物最近作为一种新的二维材料家族出现，由于有限带隙的存在，可能适合电子和光电子器件中的众多应用。许多提出的应用需要在这些半导体单层内有效地传输载流子。然而，如何在这些原子级薄的半导体上构建稳定的导电纳米电极仍然是一个挑战。在这里，我们证明，氢化的二硫化钼单层表面诱导的超导体-金属过渡，和带状图案化的氢化能够产生一个导电nanoroad。带隙的闭合是由于形成了以Mo 4d轨道为主的带隙杂化态，以及氢原子向晶格中的电子贡献。弹道电导计算表明，这样的一个nanoroad在二硫化钼表面表现出整数电导，表明小的载流子散射，因此是理想的作为一个导电通道或互连，而不损害单层的机械和结构的完整性。
2013-10-01 cond-mat.mtrl-sci
Probing defects and spin-phonon coupling in CrSBr via resonant Raman scattering
了解二维磁体的稳定性限制和缺陷形成机制对于它们在自旋电子学和存储技术中的应用至关重要。在这里，我们将缺陷与它们的结构，振动和磁性的单层到多层CrSBr。我们使用共振拉曼散射来揭示不同的振动缺陷签名。在原始的CrSBr，我们表明，溴原子介导的振动层间耦合，允许区分表面和体缺陷模式。我们发现，环境暴露导致急剧退化的单分子膜，与层内缺陷的形成。通过有目的的离子辐照，我们调整了缺陷模的形成，我们发现这些缺陷模是强极化的和共振增强的，反映了CrSBr的准一维电子特性。引人注目的是，我们观察到明显的签名的自旋-声子耦合的固有声子模式和离子束诱导的缺陷模式在整个磁转变温度。总体而言，我们表明，CrSBr显示空气稳定性高于单层阈值，并提供进一步的洞察准一维物理存在。此外，我们证明了磁性能的缺陷工程，并表明共振拉曼光谱可以作为一个直接的指纹的磁相和CrSBr中的缺陷。
2022-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coupling of MoS$_2$ Excitons with Lattice Phonons and Cavity Vibrational Phonons in Hybrid Nanobeam Cavities
我们报告了中性激子X $^0$和谷内激子X $^-$在hBN封装的二硫化钼$_2$单层嵌入纳米束腔共振拉曼光谱。通过温度调谐MoS $_2$晶格声子的拉曼模与X $^0$ /X $^-$发射峰之间的失谐量，研究了激子、晶格声子和腔振动声子之间的相互耦合.我们观察到X $^0$诱导的拉曼散射的增强和X $^-$诱导的抑制，并解释我们的发现所产生的三方激子-声子-声子耦合。腔振动声子为晶格声子散射中的共振条件提供X $^0$的中间副本态，从而增强拉曼强度。与此相反，三方耦合涉及X $^-$被发现要弱得多，观察解释的几何形状依赖的极性的电子和空穴变形的潜力。我们的研究结果表明，晶格和纳米力学模式之间的声子杂化在二维材料纳米光子系统中的激子量子物理和光-物质相互作用中起着关键作用。
2023-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dimensionality driven charge density wave instability in TiS$_2$
采用密度泛函理论和密度泛函微扰理论研究了TiS $_2$的电子和振动性质。在局部密度近似下，材料无论是在体还是在单层形式下都是半金属。最有趣的是，我们观察到一个Kohn异常体声子色散，这变成了一个电荷密度波不稳定性时，TiS $_2$减薄到小于四个单层。这种电荷密度波相位可以通过压缩应变来调节，这似乎是不稳定性的控制参数。
2013-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Silicon nanoantennas for tailoring the optical properties of MoS2 monolayers
Foundation for Research and Technology - Hellas（希腊研究与技术基金会）；University of Crete（克里特大学）；LAAS-CNRS, Université de Toulouse（图卢兹大学 LAAS-CNRS）；CEMES-CNRS, Université de Toulouse（图卢兹大学 CEMES-CNRS）；CEA-LETI, Université Grenoble-Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学 CEA-LETI）；Technische Universität Darmstadt（达姆施塔特工业大学）；Université de Toulouse, INSA-CNRS-UPS, LPCNO（图卢兹大学 INSA-CNRS-UPS LPCNO）；Institut Universitaire de France（法国高等研究院）
本研究利用硅基纳米天线调控二硫化钼单层的线性和非线性光学性质，实现了光致发光和二次谐波生成效率的显著提升。
2025-10-17 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Incoherent phonon population and exciton-exciton annihilation in monolayer WS2 revealed by time-resolved spontaneous Raman scattering
原子薄层过渡金属二硫属化合物因其丰富的光学性质和在纳米电子学领域的潜在应用而受到广泛关注。在本工作中，我们利用时间分辨自发拉曼散射光谱研究了单层WS 2中的非相干光学声子和激子布居动力学。在激子跃迁激发时，斯托克斯和反斯托克斯光学声子散射强度都表现出很大的降低。基于细致平衡，光学声子的人口被检索，这表明一个瞬间建立和弛豫寿命约4 ps的激子密度E12 cm-2。相应的光学声子温度上升了25 K，最终，在大约10皮秒之后，导致晶格加热仅约3 K。从瞬态振动拉曼响应中提取的激子弛豫动力学显示出强烈的激发密度依赖性，这表明双分子对衰变有重要贡献。激子弛豫速率为（70 ps）~（-1），激子-激子湮灭速率为0.1 cm ~ 2s ~（-1）。这些结果提供了有价值的洞察光激发后的热动力学和增强二维过渡金属材料中的基本激子动力学的理解。
2019-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Raman and Far Infrared Synchrotron Nanospectroscopy of Layered Crystalline Talc: Vibrational Properties, Interlayer Coupling and Symmetry Crossover
滑石粉是一种绝缘层状材料，在环境条件下稳定，具有高质量的基底解理，这是其在范德华异质结构中使用的主要优势。在这里，我们使用近场同步辐射红外纳米光谱，拉曼光谱，和第一性原理计算调查的结构和振动特性的滑石晶体，从单层到散装，在300-750 cm-1和<60 cm-1的光谱窗口。我们观察到从单层到双层滑石样品的对称交叉，归因于相邻层的堆叠。滑石的面内晶格参数和层内模式的频率显示弱依赖性与层数，与弱层间相互作用一致。另一方面，滑石的低频（<60 cm-1）刚性层（层间）模式适合于识别滑石样品中的层数，除了揭示在层间力常数和相关的单晶弹性刚度中的强的面内和面外各向异性。滑石的剪切和呼吸力常数分别比石墨低66%和28%，使滑石成为一种易于剥离的优良润滑剂。我们的研究结果拓宽了对滑石在纳米尺度下的结构和振动性质的理解，并为未来的纳米异质结构应用提供了指导。
2023-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Density functional theory calculation of edge stresses in monolayer MoS$_2$
利用密度泛函理论计算了单层MoS $_{2}$纳米带的边缘能和边缘应力。与之前的石墨烯报道相反，对于扶手椅和锯齿形手性，发现MoS $_{2}$纳米带的边缘应力是拉伸的，这表明它们的最低能量配置是压缩的，其中Mo-S键长比块状周期性MoS $_{2}$单层中的键长短。边缘能量和边缘应力被发现收敛为两个手征纳米晶宽度大于约1 nm。
2013-10-24 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Fundamental miniaturization limits for MOSFETs with a monolayer MoS$_2$ channel
我们提出了一个理论模型来描述一个晶体管的操作与二硫化钼单层通道，它允许获得一个解析近似的潜在的通道。该电位取决于漏极和栅极电压。在此基础上，我们估计的最小通道长度，由于量子隧穿通过势垒的基本限制。结果表明，相对较大的有效质量的电子在MoS 2单层允许预测创建一个显着较短的（2.5 - 3 nm）的长度比传统的硅MOSFET的沟道的设备。这些器件有望成为新一代超快电子器件。
2021-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Silicon-nitride photonic circuits interfaced with monolayer MoS$_2$
我们报告的集成单层二硫化钼与氮化硅微谐振器组装的粘弹性层转移技术。从谐振器模式到单层的倏逝波耦合通过腔传输的测量来确认。该几何形状的单层半导体薄片的吸收被确定为850 dB/cm，这大于具有相同厚度的石墨烯和黑磷的吸收。该技术可应用于各种单层半导体，用于组装混合光电子器件，例如在宽光谱范围内工作的光电探测器和调制器。
2015-06-05 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Phonon and Raman scattering of two-dimensional transition metal dichalcogenides from monolayer, multilayer to bulk material
二维（2D）过渡金属二硫属化物（TMD）纳米片具有显著的电学和光学性质。具有代表性的MoS $_2$、WS $_2$、WSe $_2$和MoSe $_2$ TMD的2D特征、相当大的带隙以及在合成、表征和器件制造方面的最新进展使得TMD在纳米电子学和光电子学中非常有吸引力。与石墨和石墨烯类似，2D TMD中每层内的原子通过共价键连接在一起，而范德华相互作用将层保持在一起。这使得2D TMD的物理和化学性质依赖于层。在这篇综述中，我们讨论了单层，多层和体TMD的基本晶格振动，包括高频光学声子，层间剪切和层呼吸声子，拉曼选择规则，声子的层数演化，多重声子副本，以及在布里渊区边缘的声子。拉曼光谱的广泛的能力，在调查的TMD的属性进行了讨论，如层间耦合，自旋轨道分裂，和外部扰动。层间振动模式用于快速和无衬底表征多层TMD的层数和探测TMD异质结构中的界面耦合。拉曼光谱在研究TMD纳米片方面的成功为其他二维晶体和相关范德华异质结构的实验铺平了道路。
2015-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dependence of the magnetic interactions in MoS$_2$ monolayer on Mn-doping configurations
理解在$2H$ -MoS $_2$单层中可能遇到的各种Mn掺杂配置的磁性可能对其在自旋电子学中的使用是有益的。采用密度泛函理论加Hubbard U（DFT $+$ U）方法，研究了MoS $_2$单层中Mn原子的单取代、双取代和三取代构型对MoS单层总磁化强度的影响.我们发现，掺杂配置起着关键作用，在稳定的铁磁态Mn掺杂的MoS $_2$单层。事实上，Mn-Mn磁性相互作用被发现是铁磁的，并且对于Mn在等距替代位置处的磁性相互作用是强的，其中平均间隔范围为6-11 μ m。最强的铁磁相互作用被发现时，取代是在第二近邻的扶手椅链的Mo-网站。成簇在能量上是有利的，但它强烈地降低了铁磁交换能。我们的研究结果表明，有序的Mn掺杂剂的MoS $_2$单层需要增加其潜在的铁磁性。
2019-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
