Spin-Orbit Coupling in Transition Metal Dichalcogenide Heterobilayer Flat Bands
过渡金属二硫属化物（TMD）异质双层膜中的价平带表现出很强的层内自旋-轨道耦合。这反映在一个简单的紧束缚模型与自旋相关的复杂跳跃的基础上的连续模型。垂直电场引起层间杂化，使得有效模型等效于拓扑绝缘体的Kane-Mele模型。所提出的模型可以作为一个起点，以了解相互作用和实验观察到的拓扑相位。
2021-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Valley polarized magnetic state in hole-doped mono layers of transition metal dichalcogenides
我们计算的谷/磁相图的单层过渡金属dichalcogenides在空穴掺杂区的自旋轨道效应是特别相关的。考虑到由于过渡金属原子的存在，中等到高的局部电子-电子相互作用，我们表明，该系统是不稳定的巡游铁磁相，其中所有的载流子是自旋和谷极化。这个相位显示出异常电荷霍尔和异常自旋霍尔响应，因此可以通过实验检测到。
2017-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Degenerately Doped Transition Metal Dichalcogenides as Ohmic Homojunction Contacts to Transition Metal Dichalcogenide Semiconductors
在寻找一种改进的策略，以形成低电阻接触到MoS 2和相关的半导体过渡金属二硫属化物，我们使用从头算密度泛函电子结构计算，以确定的平衡几何形状和电子结构的MoO 3/MoS 2和MoO 2/MoS 2双层。我们的研究结果表明，除了与电荷转移相关的刚性能带位移，氧化钼的存在下修改的电子结构的二硫化钼非常少。我们发现，在双层中的电荷转移提供了足够程度的空穴掺杂到二硫化钼，导致在一个高度透明的接触区。
2019-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Picosecond energy transfer in a transition metal dichalcogenide-graphene heterostructure revealed by transient Raman spectroscopy
强烈的光-物质相互作用和独特的结构和电学性质使得由石墨烯（Gr）和单层过渡金属二硫属化物（TMD）组成的范德华异质结构成为隧道晶体管、柔性电子器件以及光电子器件（包括光探测器、光致发光器件和量子发光器件（QLED））的有希望的构建块。使用最少量的活性吸收体材料的明亮和窄线发射器。这些器件的性能主要取决于层间相互作用，而层间相互作用在许多方面仍然知之甚少。具体来说，已经提出了两类耦合机制：电荷转移（CT）和能量转移（ET），但它们的相对效率和潜在的物理是一个悬而未决的问题。在这里，建立一个时间分辨拉曼散射实验，我们确定的电子温度曲线Gr响应TMD光激发，跟踪皮秒动态的G和2D波段。令人信服的证据，一个占主导地位的作用ET过程中完成的特征时间~ 4 ps。我们的研究结果表明，存在一个中间过程之间观察到的皮秒ET和产生的净电荷的光电应用中检测到的较慢的电信号。
2022-04-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Raman scattering excitation in monolayers of semiconducting transition metal dichalcogenides
该研究对四种封装于六方BN的高质量半导体过渡金属二硫化物单层开展低温拉曼散射激发（RSE）光谱研究，揭示了出射/入射共振下的声子模特征及激子-声子耦合对基态激子类型的依赖关系，证明RSE是研究该体系激子-声子耦合的有力工具。
2023-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Efficient method for calculating Raman spectra of solids with impurities and alloys and its application to two-dimensional transition metal dichalcogenides
拉曼光谱是一种广泛使用的，功能强大的，非破坏性的工具，用于研究大块和低维材料的振动特性。拉曼光谱可以使用第一原理方法来模拟，但是由于高计算成本，计算通常仅限于相当小的晶胞，这使得难以对合金和缺陷进行模拟。在这里，我们开发了一种有效的方法来模拟合金的拉曼光谱，基准对全密度泛函理论计算，并将其应用到几个合金的二维过渡金属dichalcogenides。在该方法中，超原胞模式的拉曼张量通过将原始系统的拉曼张量由超原胞振动模式的投影加权到原始系统的拉曼张量来构造。这种方法不限于2D材料，并且应该适用于任何具有缺陷和杂质的晶体固体。为了有效地评估非常大的超晶胞的振动模式，我们采用质量近似，虽然它仅限于化学和结构相似的原子取代。基准我们的方法，我们首先将其应用到Mo $_x$ W $_{(1-x)}$ S $_2$单层的H-相，其中几个实验报告可用于比较。第二，我们考虑T '相的Mo $_x$ W $_{(1-x)}$ Te $_2$，其已被提出为2D拓扑绝缘体，但单层合金的实验结果仍然缺失。我们表明，投影方案也提供了一个强大的工具，用于分析的起源合金拉曼活性模式的父系统本征模。最后，我们研究的趋势特征拉曼签名的杂质浓度低，在二硫化钼$_2$。
2019-02-06 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio phonon self-energies and fluctuation diagnostics of phonon anomalies: Lattice instabilities from Dirac pseudospin physics in transition metal dichalcogenides
我们提出了一个从头计算方法的声子自能和它们的波动诊断，这使我们能够识别声子异常背后的电子过程。应用到过渡金属-二硫属化物单层1H-TaS $_2$揭示了声学声子与来自孤立的低能金属带的电子之间的耦合完全是声子异常的原因，例如在这种材料中观察到的模式软化和相关的电荷密度波。我们的分析使我们能够区分不同的模式软化机制，包括矩阵元素的影响，费米面嵌套，和范霍夫的情况。我们发现，矩阵元素的影响，起源于一种特殊类型的狄拉克赝自旋纹理控制的电荷密度波物理在1H-TaS $_2$和类似的过渡金属dichalcogenides。
2021-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electrostatic control of the trion fine structure in transition metal dichalcogenide monolayers
在低维掺杂的过渡金属二硫属化合物（TMDC）单层膜中，带电激子（trions）对光谱的形成是必不可少的。使用直接对角化的三体哈密顿量，我们探讨了四种类型的TMDC ML中的低洼trion态。结果表明，三电子精细结构是单粒子带的自旋谷精细结构与组成粒子间交换作用相互作用的结果。我们表明，通过掺杂和介电环境的变化，可以调谐的trion能量精细结构，导致反交叉的亮和暗状态的TMDC ML的光谱的实质性影响。
2021-04-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Metal-insulator transition in type II heterostructures based on transition metal dichalcogenides
解析地解决了过渡金属二硫属化物Ⅱ型异质结中载流子间库仑相互作用的屏蔽问题。在足够高的载流子密度下，得到层间激子能量的密度依赖性。层间激子的能量在金属-绝缘体转变点趋于零。所提出的计算方案使得有可能找到这种转变的密度的温度依赖性。
2022-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Determining layer number of two dimensional flakes of transition-metal dichalcogenides by the Raman intensity from substrate
过渡金属二硫属化物（TMD）半导体由于其独特的电学和光学性质而得到了广泛的研究。TMD薄片的性质是其厚度或层数（N）的函数。如何测定纳米材料的N值，对于纳米材料的理论研究和实际应用都具有重要意义。来自衬底的拉曼模式强度已被用于识别高达N=100的本征和有缺陷的多层石墨烯的N。然而，由于从单层到本体TMD缺乏统一的复折射率（$\tilde{n}$），因此这种分析不适用于多层TMD薄片。在这里，我们讨论的N识别的TMD片的SiO $_2$/Si衬底上的100-nm（或89-nm）的Si峰之间的强度比从下面的TMD片的SiO $_2$ /Si衬底和裸SiO $_2$ /Si衬底。我们假设TMD薄片的$\tilde{n}$的实部为单层TMD的实部，并将$\tilde{n}$的虚部作为拟合参数来拟合实验强度比。对于典型的激光激发（2.54 eV、2.34 eV或2.09 eV），获得了从单层到多层的掺杂MoS $_{2}$、WS $_{2}$和WSe $_{2}$薄片的经验$\tilde{n}$，即$\tilde{n}_{eff}$。用拟合的MoS $_{2}$的$\tilde{n}_{eff}$确定了沉积在302-nm SiO $_2$ /Si衬底上的MoS $_{2}$薄片的N，与由它们的剪切模式和层呼吸模式确定的结果吻合得很好。通过测量来自衬底的拉曼强度的该技术可以扩展到用N依赖性$\…
2016-02-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charge-separated electron-hole liquid in transition metal dichalcogenide heterostructures
被认为是基于过渡金属二硫属化物的单层（双层）的II型异质结构中的电子空穴液体的形成的可能性。它表明，额外的山谷中的导带，这是存在于双层，需要其观察。用变分法求出了层间激子的结合能。给出了电子-空穴液体复合线形状的解析公式。
2022-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic exciton states mixing and non-linear optical properties in transition metal dichalcogenide monolayers
过渡金属二硫属化物单分子膜的光学性质由Wannier-Mott激子控制，形成一系列的$1s$，$2s$，$2p$，.类氢态发展了激子激发态能谱精细结构理论。我们预测，$p$ -和$s$ -壳激子混合由于特定的$D_{3h}$点对称的过渡金属二硫属化物单层。因此，$s$ -和$p$ -壳层激子在单光子和双光子过程中都有活性，提供了有效的二次谐波产生机制。计算了相应的非线性极化率的贡献。
2017-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exciton complexes in low dimensional transition metal dichalcogenides
本文利用分数维空间方法研究了低维过渡金属二硫属化合物（LTMDCs）层状结构的激子性质。分析了不同层数的LTMDCs中激子、三电子和双激子的结合能，并将其与维数参数$α$联系起来，从而提供了对材料系统的临界电光特性（相对振子强度、吸收光谱、激子-激子相互作用）的深入了解。$α$的有用性突出了它的物理机制的独立性的几何结构的约束效应。我们的估计的激子复合物的单层配置的过渡金属dichalcogenides的结合能建议一个非共线结构的trion和一个正电子素分子样的正方形结构的双激子。
2014-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Flavor Symmetry and Ferroelectric Nematics in Transition Metal Dichalcogenides
最近的磁输运实验提供了令人信服的证据，在几层过渡金属dichalcogenides的能量隔离的三倍Q谷简并的存在。我们研究了朗道三重态各为三分之一满态或空态时的味SU（3）对称性破缺，并预言在临界磁场以下和之上分别出现纯味电荷密度波相和无味电荷密度波相.令人惊讶的是，即使在零磁场下，电子也携带依赖于风味的电偶极矩，使向列相铁电，允许电场操纵风味，并导致风味电子学的概念。
2018-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Review of Ultrafast Spectroscopy Studies of Valley Carrier Dynamics in Two Dimensional Semiconducting Transition Metal Dichalcogenides
二维层状过渡金属二硫属化合物为未来基于谷的信息处理提供了新的机会，也为研究激子效应提供了理想的平台。在各种器件物理的中心，对他们可能的电子和光电应用是理解各种多粒子电子态的动态演化，特别是激子占主导地位的TMD的光电响应，在新的背景下的自由度谷。在这里，我们提供了一个简单的回顾，在使用螺旋度分辨超快光谱，特别是超快泵浦探测光谱，研究半导体单层过渡金属二硫属化物谷相关的多粒子电子态的动态演化的实验进展。
2016-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Trion gas, electron-hole liquid, and metal-insulator transition in doped heterostructures based on transition metal dichalcogenides
研究了掺杂对过渡金属二硫族化合物异质结构中电子空穴液体参数的影响。绘制了弹流润滑相图。结果表明，对于高温紧束缚弹流润滑的形成，以及从半导体态（激子态）到半金属态（电子-空穴等离子体/液体）的转变，在能带中掺杂更多的谷是有利的.采用修正的Mott判据和屏蔽势变分计算方法研究了从氚气体到电子空穴等离子体的转变。研究了在无激光激发的平衡态下掺杂对金属-绝缘体相变的影响。
2022-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically switchable valley polarization, spin/valley filter, and valve effects in transition-metal dichalcogenide monolayers interfaced with two-dimensional ferromagnetic semiconductors
过渡金属二硫属化物单层中的电子谷驱动新的物理学，并允许设计多功能架构的应用。我们建议通过能带工程来操纵这些系统中的自旋/谷滤波器和阀器件的电子谷。在我们的策略中，电子谷直接耦合到二维铁磁体的自旋极化态，而不是在以前的研究中广泛使用的磁邻近效应。我们发现，这种耦合的结果在谷选择性的间隙开放，由于自旋动量锁定在过渡金属二硫属化物单层。这种物理现象引起了各种意想不到的电子性质和现象，包括半金属性，电可切换的谷极化，自旋/谷过滤器和阀效应的过渡金属二硫属化物单层。基于第一性原理计算，我们在MoTe $_2$/CoCl $_2$和CoCl $_2$/MoTe $_2$/CoCl $_2$ van der Waals异质结中进一步证明了我们的想法.因此，我们的研究提供了一种新概念器件的过渡金属二硫属化物单分子膜的电子谷工程的方法。
2021-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Photo-modulation of the spin Hall conductivity of mono-layer transition metal dichalcogenides
我们报告了一种可能的光学调谐的自旋霍尔电导率在单层过渡金属dichalcogenides。频率远高于系统能量标度（\textit{off-resonant}条件）的光束不会激发电子，但会重新排列能带结构。重排是定量建立使用Floquet形式主义。对于这样的单层过渡金属二硫属化物的系统，自旋霍尔电导率（在存在无序的情况下用Kubo表达式计算）在较高频率和较低强度下表现出下降。最后，我们比较了更高自旋轨道耦合的WSe $_{2} $与MoS $_{2} $的自旋霍尔电导率;发现WSe $_{2}$的自旋霍尔电导率更大。
2016-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Laser-Assisted Chemical Modification of Monolayer Transition Metal Dichalcogenides
激光辅助化学改性超薄过渡金属二硫属化物（TMD），局部取代硒的硫原子。光转换过程发生在受控的反应性气体环境中，并且通过原位实时拉曼和光致发光光谱监测非均相反应速率。空间局部化的光转换导致了具有化学上不同的域的异质TMD结构，其中膜的初始高结晶质量在该过程中不受影响。这已经通过透射电子显微镜以及拉曼和光致发光空间图得到进一步证实。我们的研究表明，激光辅助化学转化的潜力，按需合成的异质二维材料与纳米器件中的应用。
2018-04-26 cond-mat.mtrl-sci
Novel High-Mobility Field-Effect Transistors Based on Transition Metal Dichalcogenides
我们报道了基于过渡金属二硫属化物的新型场效应晶体管（FET）的制备。这些层状无机半导体的单晶的独特结构使得能够制造具有固有低场效应阈值和高载流子迁移率的FET，其与最好的单晶Si FET中的迁移率相当（室温下基于WSe 2的FET中的p型电导率高达500 cm 2/Vs）。这些新颖的FET展示了双极操作。由于机械柔性，它们在“柔性”电子产品中具有应用潜力。
2004-01-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Mass Renormalization in Transition Metal Dichalcogenides
结果表明，过渡金属二硫属化物的三重旋转对称性导致库仑诱导重整化的有效电子和空穴质量附近的$K$ -点的布里渊区。重整化的大小取决于电介质的配置。自由悬浮的MoS $_2$单层的有效激子质量$m=0.4 m_0$变为具有hBN封装的$m= 0.35 m_0$。质量重整化增加了激子的结合能，降低了激子的抗磁位移和回旋频率。与高场测量的激子抗磁位移的详细比较显示出极好的一致性。
2020-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical fingerprint of dark 2p-states in transition metal dichalcogenides
我们提出了一个微观研究在无序存在下的过渡金属二硫属化合物的高激子态。我们发现，几何相位取消了2s和2p状态的退化，一个显着的无序诱导的耦合亮暗态提供了一个策略，以规避光学选择规则。作为证明，我们在WS $_2$的吸收光谱中发现了暗2p态的直接指纹。通过激子无序耦合的光学选择规则的预测软化是一般性的，因此适用于相关的二维半导体。
2016-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Slippery paraelectric transition metal dichalcogenide bilayers
传统的铁电体经历热诱导相变，由此它们的结构对称性增加。相关的高对称性结构被称为{ \em顺电}。铁电过渡金属二硫属化物双层膜最近已被证明是顺电的，但没有太多的原子结构的这样一个阶段说。正如通过包括分子动力学的数值计算所发现的，它们的顺电性只能归因于具有相反的本征极化的铁电相的时间平均，其切换需要宏观上大的区域一致地滑移。
2022-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optically bright $p$-excitons indicating strong Coulomb coupling in transition-metal dichalcogenides
结果表明，本征悬浮半导体过渡金属二硫属化物中的强库仑耦合可以超过激子基态所需的临界值。偶极允许的光学激发则对应于激子内跃迁，使得狄拉克点附近的光学亮激子跃迁具有类$p$对称性，而类$s$态是偶极禁止的。大的本征耦合强度似乎是半导体过渡金属二硫属化物的一般性质，并且即使在像SiO $_2$这样的典型衬底上生长的样品中也可以观察到以光学选择规则形式的强库仑耦合签名。对于WS $_2$和WSe $_2$的例子，计算的激子共振能量与最近的实验表现出良好的协议。
2015-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transport Theory of Monolayer Transition-Metal Dichalcogenides through Symmetry
我们提出了一个理论，阐明了主要的动量和自旋弛豫过程的电子，空穴和热激子在单层过渡金属二硫属化物。我们扩大弯曲声子引起的自旋翻转，并表明自旋弛豫是超快的电子在独立的膜，而在支持膜减轻。由于与弯曲声子的相互作用，这种行为在尊重镜像对称的二维膜中是普遍的，并且它导致迁移率和自旋弛豫之间的违反直觉的逆关系。
2013-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Out-of-plane carrier spin in transition-metal dichalcogenides under electric current
在由铁磁体和重金属组成的多层膜中，由于Rashba自旋-轨道耦合作用，外加电流诱导出面内载流子自旋，而不存在面外分量。通过对称性论证和第一性原理计算，我们提出了铁磁过渡金属双硫族化合物单层膜中可以出现离面载流子自旋。单层中的固有自旋-轨道耦合提供谷对比塞曼型自旋分裂以产生垂直诱导自旋。可以利用电流方向来调整诱导自旋，并伴有谷极化。奇异的自旋积累为垂直磁化翻转和谷的电控制铺平了道路。
2019-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Emerging Device Applications for Semiconducting Two-Dimensional Transition Metal Dichalcogenides
随着剥离和合成技术的进步，最近已经分离和表征了半导体过渡金属二硫属化物的原子薄膜。它们的二维结构，加上在电磁波谱的可见光部分的直接带隙，表明适合于数字电子学和光电子学。为此，已经报道了几类高性能设备，以及在理解其物理特性方面的重大进展。在这里，我们提出了一个审查的架构，工作原理和物理的电子和光电子器件的基础上，过渡金属二硫族化物半导体。通过严格评估和比较这些器件与竞争技术的性能，确定了这类新兴电子材料的优缺点，从而为未来的发展提供了路线图。
2014-02-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exciton-polariton mediated interaction between two nitrogen-vacancy color centers in diamond using two-dimensional transition metal dichalcogenides
本文从量子主方程出发，讨论了金刚石中两个带负电荷的氮空位色心通过激子-极化激元在金刚石晶体附近的二维过渡金属二硫族化物层中传播的相互作用。我们专注于光学1.945 eV跃迁和模型的氮空位色心作为两个层次的（人工）原子。我们发现，相互作用参数和能级重整化常数对氮空位中心到过渡金属二硫族化物层的距离非常敏感。得到了激子-极化激元谱和进入林德布拉德方程的阻尼常数的解析表达式。讨论了激子介导超辐射产生的条件。
2020-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interlayer coupling in commensurate and incommensurate bilayer structures of transition metal dichalcogenides
用微扰方法研究了过渡金属双硫族化合物的公度和非公度双层结构中的层间耦合。\pm K谷中的层间耦合可以分解为一系列具有不同相位因子的跳跃项。在H型和R型对称双层膜中，三个主要项之间的干涉导致层间耦合强度对平移的敏感依赖性。通过拟合从头算结果，发现主要的跳跃项的大小为几十个meV。研究了价带Γ谷和导带Q谷的层间耦合。所获得的几百meV的强耦合强度可以在介导过渡金属二硫属化合物异质层中的超快层间电荷转移中发挥重要作用。
2017-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Twistronics and moiré superlattice physics in 2D transition metal dichalcogenides
本文综述了二维TMDs莫尔超晶格的基本性质，并重点介绍了其在光学、拓扑及关联现象等前沿研究中的重大突破。
2025-08-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High Intrinsic Mobility and Ultrafast Carrier Dynamics in Multilayer Metal Dichalcogenide MoS2
在金属二硫属化物中载流子迁移率的最终限制，以及与载流子弛豫相关的动力学，尚不清楚。我们提出了测量的多层dichalcogenide二硫化钼的频率依赖性的电导率的光泵太赫兹探测光谱。我们发现这种材料在低温下的迁移率接近4200 cm 2/Vs。散射的温度依赖性表明，迁移率，一个数量级大于以前报道的二硫化钼，是固有的限制在太赫兹频率的声学声子散射。我们的测量载流子弛豫揭示皮秒冷却时间，然后再复合持续数十纳秒，并占主导地位的俄歇散射到缺陷。我们的研究结果提供了一个有用的背景下，了解和评估的二硫化钼为基础的电子和光电子器件的性能。
2014-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Three Dimensional Metallic and Two Dimensional Insulating Behavior in Tantalum Dichalcogenides
本文利用增加在位相互作用的密度泛函理论（DFT+U）研究了层状过渡金属二硫属化物$1T-TaS_2$的体相、单层和双层的电子结构。我们发现，一个二维的自旋- $\frac{1}{2}$莫特阶段存在的单层的电荷密度波状态（CDW），这样的一个阶段是系统地破坏包装的扭曲层导致一个一维的金属散装，CDW-扭曲的TaS $_2$。后一个发现与以前的DMFT预测相反-我们解释的CDW状态中的电子感受到的弱有效相互作用的不一致。绝缘行为的实验观察可能源于堆垛层错引起的无序。
2014-01-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Overbias photon emission from light-emitting devices based on monolayer transition metal dichalcogenides
基于过渡金属二硫属化合物（TMD）和其他二维材料的隧道发光器件（LED）是片上光电集成的新平台。这种LED架构的一些物理过程尚未完全了解，特别是光子能量高于所施加静电势的发射，即所谓的过偏置发射。在这里，我们报告过偏置发射的电位是近一半的光学带隙能量在TMD为基础的隧道发光二极管。我们表明，这种发射是不是热的性质，但通过一个双电子相干隧穿过程与激子产生一致。
2023-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic structures, charge transfer and charge orders in twisted transition metal dichalcogenide bilayers
过渡金属二硫属化物（TMD）双层膜的莫尔超晶格中存在相关电子态，这种相关电子态是由莫尔势和长程库仑相互作用共同作用引起的。本文从理论上研究了过渡金属双硫族化物同质双层云纹超晶格的结构弛豫和单粒子电子性质，并研究了MX和XM区有效蜂窝晶格中的基态电荷序。通过大尺度密度泛函理论计算和层自由度连续介质模型，我们发现面外的门控场产生了一个可调的电荷转移带隙，并在Dirac谱中引入了质量项.在平带极限下，我们用蒙特卡罗模拟观察到了不同填充n = 1/4，1/3，1/2，2/3，1时的一系列电荷有序绝缘态，并预言了在固定填充n = 1/2，2/3时，门控场诱导不同电子晶体间的相变.我们的工作表明，过渡金属二硫属化物均质双层膜提供了一个强大的平台，可调的电荷转移绝缘体和电荷秩序的调查。
2021-04-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Microscopic theory of the polarizability of transition metal dichalcogenides excitons: Application to WSe2
本文发展了过渡金属二硫属化物激子极化率的全微观理论。我们应用我们的方法来描述的激发$2$ p暗态。这些状态在吸收实验中是不可观察的，但可以在泵浦探测实验中被激发。作为示例，我们考虑WSe \textsubscript{2}中的$2$ p暗态。我们发现最近的实验测量和我们的理论计算之间有很好的一致性。
2021-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The Effect of Charge Order on the Plasmon Dispersion in Transition-Metal Dichalcogenides
利用电子能量损失谱研究了过渡金属二硫族化合物2 H-TaSe_2、2 H-TaS_2和2 H-NbSe_2中载流子等离激元的色散。对于所有三种化合物的等离子体激元色散被发现是负的小动量转移。这与在简单金属以及相关系统2 H-NbS 2中观察到的一般行为相反，2 H-NbS 2不表现出电荷顺序。我们提出了一个半经典的Ginzburg-Landau模型来解释这些观测结果，并认为电荷有序态的附近因此反映在集体激发的性质中。
2011-07-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Emergence of one-dimensional wires of free carriers in transition-metal-dichalcogenide nanostructures
我们强调的出现在二维过渡金属-二硫属化物纳米结构-纳米带，岛屿，和反转域边界-作为一个广泛的和普遍的现象驱动的极性不连续性发生在其边缘或边界的金属状态。我们表明，这样的金属状态形成一维线的电子或空穴，与自由电荷密度，随着系统的大小增加，直到完全屏蔽的极化电荷，也可以控制特定的边缘或边界配置，例如，通过化学吸附的氢或硫原子的边缘。对于三角形的岛屿，当地的极性不连续性发生，即使在没有一个总的偶极矩的岛屿，并导致积累的自由载流子接近的边缘，提供了一致的解释以前的实验观察。为了进一步强调这些机制的普遍性，我们表明，极性不连续性引起的金属状态也在反转域边界。这些发现强调了工程过渡金属二硫属化物纳米结构在纳米和光电子学，自旋电子学，催化和太阳能收集方面的多种应用的潜力。
2015-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Universal Non-Volatile Resistive Switching Behavior in 2D Metal Dichalcogenides Featuring Unique Conductive-Point Random Access Memory Effect
已经发现二维材料表现出非易失性电阻开关（NVRS）现象。在我们的工作中，我们报道了十几种金属二硫族化合物的普遍NVRS行为，具有低开关电压，大开/关比，快开关速度和形成自由特性。一个独特的导电点随机存取存储器（CPRAM）的效果是用来解释的开关机制，电流扫描测量的实验结果支持。
2021-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Squeezed metallic droplet with tunable Kubo gap and charge injection in transition metal dichalcogenides
将大块金属的尺寸缩小到纳米级会导致电子能级的离散，即所谓的久保间隙。重整化的电子性质与一个可调的和尺寸依赖的Kubo间隙呈现迷人的光子发射和电子隧穿。与通常的三维（3D）金属簇相比，在这里我们证明了Kubo间隙可以用二维（2D）金属过渡金属二硫属化物（即，1 T ′-相MoTe 2）纳米团簇嵌入半导体多晶型物（即，1H相MoTe 2）。这种1 T ′-1H MoTe 2纳米畴类似于在2D空间中挤压的3D金属液滴，其显示出强的极化灾难，同时保持其键的完整性，这在传统的δ-间隙3D簇中是不存在的。宿主2D MoTe 2的弱屏蔽导致这种伪金属系统的光子发射和载流子在1 T '-1H-1T'同质结中的弹道注入，这可以在传感器和2D可重构器件中找到应用。
2022-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Imaging lattice reconstruction in homobilayers and heterobilayers of transition metal dichalcogenides
该研究将扫描电子显微镜中的二次电子成像技术用于可视化过渡金属硫族化物垂直双层中的特定堆叠对齐畴，识别了WSe$_2$同质双层和MoSe$_2$-WSe$_2$异质双层的不同晶体实现，并证明了堆叠组装双层中普遍存在的晶格重构，为范德华扭曲电子学提供了新手段。
2023-06-25 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
Berry curvature dipole current in transition metal dichalcogenides family
本文研究了具有时间反演对称性的二维材料中的量子非线性霍尔效应。当只有一条镜像线存在时，由于动量空间中的Berry曲率偶极子，横向电荷电流对外部电场的二阶响应。二维过渡金属二硫属化物（TMDC）是观察到这种效应的候选材料。首先，我们使用基于从头计算的紧束缚方法来证明，单层$T_d$ -stricture TMDC表现出有限的Berry曲率偶极子。在TMDCs的$1H$和$1T'$阶段，我们分别在应变场和电位移场的作用下，证明了有限Berry曲率偶极子的出现。
2018-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Spin Hall Effect and Topological Field Effect Transistor in Two-Dimensional Transition Metal Dichalcogenides
报道了一类新的二维过渡金属二硫属化物大禁带量子自旋霍尔绝缘体MX $_2$（M=（Mo，W），X=（S，Se，Te）），其拓扑电子性质可通过外加电场高度调谐.我们提出了一种新的拓扑场效应晶体管，这些原子层材料和它们的范德华异质结构。我们的器件通过拓扑保护的输运通道表现出参数增强的电荷-自旋电导，并且可以通过拓扑相变而不是载流子耗尽被电场快速关断。我们的工作为拓扑量子电子学提供了一个实用的材料平台和器件结构。
2014-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Splitting between Bright and Dark excitons in Transition Metal Dichalcogenide Monolayers
过渡金属二硫属化物单分子膜如二维半导体MoS $_2$和WSe $_2$的光学性质由激子、库仑束缚电子-空穴对主导。发光产率取决于电子-空穴跃迁是光学允许的（亮）还是禁止的（暗）。通过在密度泛函理论计算的$GW$波函数上求解Bethe Salpeter方程，我们确定了亮、暗激子态分裂的符号和振幅。我们评估了自旋轨道耦合对光谱的影响，清楚地表明了谷内库仑交换项对暗-亮激子精细结构分裂的强烈影响。
2016-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory of edge-state optical absorption in two-dimensional transition metal dichalcogenide flakes
我们建立了一个解析模型来描述二维半导体过渡金属二硫族化物（s-TMD）纳米片的亚带隙光吸收。该材料系统代表了一个阵列的几层二硫化钼晶体，随机取向的聚合物基质。我们建议，光学吸收涉及电子边缘态和体带之间的直接跃迁，强烈依赖于载流子的人口，并与足够的通量饱和。对于高于带隙一半的激发能，多余的能量被边缘态电子吸收，提高了它们的有效温度。我们的线性和非线性吸收的解析表达式可以证明是有用的工具，在实际的光子器件的设计基于s-TMD。
2016-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Stark Effect of Doped Two-Dimensional Transition Metal Dichalcogenides
二维半导体的带隙可以通过栅极电场进行有效的调节，这就是所谓的斯塔克效应。我们报告说，掺杂，这是必不可少的现实设备，将大大改变斯塔克效应的几层过渡金属dichalcogenides意想不到的方式。特别是在双层结构中，由于强量子限制和本征屏蔽长度之间的竞争，电子和空穴掺杂表现出令人惊讶的不同斯塔克效应：掺杂的电子主动屏蔽外场，导致非线性斯塔克效应;然而，掺杂的空穴不能有效屏蔽外场，导致与未掺杂材料相同的线性斯塔克效应。我们进一步的分析表明，这种不寻常的掺杂效应不仅限于过渡金属二硫属化物，但一般的二维结构。因此，掺杂在功能性2D器件中起着更加关键的作用，这种不寻常的斯塔克效应也为调节2D材料的带隙和光学性质提供了新的自由度。
2017-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Radiative Lifetimes of Excitons and Trions in Monolayers of Metal Dichalcogenide MoS2
我们目前的结果激子和trions在一个单层的金属二硫属化物二硫化钼的辐射寿命。小的激子半径和大的激子光振子强度导致具有小的面内动量并耦合到辐射的激子的辐射寿命在0.18-0.30 ps范围内。热分布激子的平均寿命线性地依赖于激子温度，并且在小温度下可以在几皮秒范围内，在室温附近可以超过一纳秒。定域激子的寿命在相同的范围内，并且寿命随着定域长度的减小而增加。氚子的辐射寿命在几百皮秒的范围内，并且随着氚子动量的增加而增加。热分布的trions的平均寿命增加的trions温度作为trions获得热能和更大的动量。我们希望我们的理论结果适用于大多数其他2D过渡金属二硫属化物。
2015-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Polariton Hall Effect in Transition-Metal Dichalcogenides
我们分析了嵌入光学腔中的半导体二维过渡金属二硫族化物系统中强耦合激子和光子的性质。通过详细的耦合微观分析，我们揭示了新的，高度可调的光谱特征，导致极化激元分裂和光物质选择规则的打破。的复合极化激元的动力学的影响所产生的Berry相位从他们的成分和约束增强耦合。我们发现，光-物质耦合出现的机制，增强极化激元的Berry相位远远超出其基本成分，铺平了道路，实现极化激元霍尔效应。
2018-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic control of the valley degree of freedom of massive Dirac fermions with application to transition metal dichalcogenides
我们研究了过渡金属二硫属化物等多通道系统中大质量狄拉克费米子的谷相关磁性和输运性质。第零朗道能级在谷间的不对称性和磁化率的增强可以归因于与每个谷相关的不同轨道磁矩。这允许通过调节外部磁场和掺杂水平来控制谷极化。由于这种磁场引起的谷极化，存在对普通霍尔效应的额外贡献。所有这些效应都可以用一个带谷轨耦合项的低能有效理论来描述。
2013-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
1D metallic states at 2D transition metal dichalcogenide semiconductor heterojunctions
近年来，过渡金属二硫属化物（TMDC）的二维（2D）横向异质结已成为现实。半导体TMDC层在其常见的H结构中具有非零的面内电极化的强度，这是拓扑不变量。我们通过第一性原理计算表明，横向二维异质结TMDC与不同的极化之间产生一维（1D）金属态的结，即使在不同的材料加入外延的情况下。金属丰度不依赖于结构的细节，并解释了在交界处的拓扑不变量的变化。然而，这些一维金属容易受到一维不稳定性的影响，例如电荷和自旋密度波，这使得二维TMDC异质结成为研究一维物理的理想系统。
2020-08-15 cond-mat.mtrl-sci
Interaction of Fluorescent Gold Nanoclusters with Transition Metal Dichalcogenides Nanosheets: A Spectroscopic Study
本文研究了几十个含金原子的纳米团簇与二维过渡金属二硫属化物纳米片的相互作用。以蛋白质分子为稳定剂，采用化学还原法合成了金纳米团簇。对二硫化钼（MoS $_2$）的过渡金属二硫属化物纳米片进行了化学剥离。不同的显微镜和光学光谱工具已被用于表征金纳米团簇和二维纳米片的MoS $_2$的物理性质。金纳米团簇在690 nm处具有荧光发射。然而，与过渡金属二硫属化物的相互作用大大降低了纳米团簇的荧光强度。用于理解在系统中的相互作用的光谱方法揭示了能量转移和荧光猝灭的动态性质的情况下。
2020-01-29 cond-mat.mtrl-sci
Beyond the upper limit of magnetic anisotropy in two-dimensional transition metal dichalcogenides
探索二维材料（如石墨烯和过渡金属二硫属化物）中磁各向异性的上限是自旋电子学研究的核心。在本文中，原子尺度的垂直磁各向异性高达每原子100毫电子伏的数量级，这是远远超过通常获得的值在石墨烯和原始的过渡金属二硫属化物，证明在个别钌和锇吸附原子在二硫化钼中的单硫空位。我们进一步提出了一个唯象模型，其中涉及钼a1和吸附原子e'轨道之间的杂化的自旋态转变是磁化重取向的一种可能机制。
2016-04-16 cond-mat.mtrl-sci
Transport properties of semimetallic transition metal dichalcogenides
外尔半金属需要时间反演对称性（TRS）或晶格反转对称性的破缺。当TRS和反演对称共存时，可能存在一对简并的Weyl点，导致相应的Dirac半金属相。换句话说，狄拉克半金属态可以看作是外尔半金属态的两个副本。在本论文中，我们研究碲基化合物，如Weyl半金属候选MoTe 2和狄拉克半金属候选PtTe 2的过渡金属二硫族化合物的家庭。
2018-07-22 cond-mat.mtrl-sci
Stability of metallic edges and Fermi-level pinning in transition-metal dichalcogenide nanoribbons
MoS $_2$的纳米带呈现出独特的电子结构，该电子结构由金属边缘限定的半导体块体组成;这同样适用于其他过渡金属二硫属化物（TMD）（Mo-、W-、S $_{2}$、Se $_{2}$）。我们进行第一性原理计算的TMD纳米带与重建之字形金属终止的边缘，包含硫族吸附原子。当硫族元素的化学势接近固体的能量时，所有的纳米棒都具有正的边能，而当化学势高时，所有的纳米棒都具有负的边能。用两个硫族元素吸附原子的重建预计是最稳定的一个。在所有纳米带中，在其边缘附近发现金属相，该金属相的费米能级低于2D材料的费米能级。
2016-11-29 cond-mat.mtrl-sci
