Coulomb-mediated interactions of charge-transfer excitons in TMD lateral heterostructures
Philipps-Universität Marburg（马尔堡菲利普大学）；mar.quest—Marburg Center for Quantum Materials and Sustainable Technologies（mar.quest—马尔堡量子材料与可持续技术中心）
通过考虑偶极和量子交换相互作用，研究了TMD横向异质结构中高偶极矩电荷转移激子之间的相互作用，预测了密度相关的能量蓝移，并发现小偶极矩下能量重整化与偶极矩呈二次关系。
2026-06-03 cond-mat.mes-hall
Impact of charge transfer excitons on unidirectional exciton transport in lateral TMD heterostructures
该研究通过微观模拟hBN封装WSe$_2$-MoSe$_2$横向异质结构中的激子动力学，揭示能量偏移驱动的单向漂移与界面CT激子捕获的竞争导致低温下传播反而更弱的反直觉热控机制。
2025-03-03 cond-mat.mes-hall
Electronic transmission in the lateral heterostructure of semiconducting and metallic transition-metal dichalcogenide monolayers
我们分别研究了半导体和金属过渡金属二硫属化物单分子膜MoSe $_2$和NbSe $_2$的横向异质结的电子输运性质。我们采用基于第一性原理能带结构的多轨道紧束缚模型计算了电子的传输几率。传输概率取决于自旋和谷自由度。这种依赖性通过界面结构而发生质的变化。具有锯齿形界面的异质结构在传输过程中保留了电子的自旋和谷值。另一方面，扶手椅界面使导电电子能够随着谷的变化而传输，并由于谷翻转传输而增加了空穴掺杂结中的电导。我们还讨论了异质结中电流的自旋极化和谷极化。
2019-04-03 cond-mat.mes-hall
Chern insulating state in laterally patterned semiconductor heterostructures
半导体二维$p$型半导体系统是石墨烯的量子模拟器，具有强且高度可调的自旋轨道相互作用。我们表明，纯粹的平面内的磁场的应用，结合晶体各向异性存在于低对称性半导体接口，允许陈绝缘相出现从原来的拓扑绝缘状态后，量子相变。这些阶段的特点是对共同传播的边缘模式和霍尔电导率$σ_{xy} = +\frac{2 e^2}{h}, -\frac{2 e^2}{h}$在朗道水平或回旋运动的情况下。利用现有的光刻技术，在磁场为$\sim 5\text{T}$时，GaAs异质结中将发生陈氏绝缘转变。
2016-06-27 cond-mat.mes-hall
Spin polarization in Lateral two-dimensional Heterostructures
本文采用非平衡格林函数（NEGF）方法和三带紧束缚模型研究了$MoS(Se)_{2}-WS(Se)_{2}$过渡金属二硫族化物异质结中第一布里渊区边缘的自旋极化。尽管已经表明，该结构在特定的电子能量范围内没有显著的自旋极化，但是通过在金属原子片中施加横向电场，在样品上发光，并且在小的偏置电压下，可以在该结构中产生显著的自旋极化。此外，通过在引线之间施加适当的偏置电压和施加电场，即使在异质结上没有脱落光的情况下，也可以发现明显的自旋极化。
2021-03-24 cond-mat.mes-hall
Classical ratchet effects in heterostructures with a lateral periodic potential
研究了在一维横向周期势作用下，太赫兹辐射在低维半导体结构中诱导的棘轮电流。周期性电位是通过在样品表面蚀刻光栅或在样品顶部周期性地沉积金属条来产生的。微观上，光电流的产生是基于横向周期电位的组合作用，通过传输测量验证，以及由横向超晶格引起的面内调制泵浦。我们表明，总电流的很大一部分是由偏振无关的塞贝克棘轮效应。此外，偏振相关的光电流发生，我们解释其潜在的微观机制。因此，棘轮系统的类别需要通过线性和圆形棘轮来扩展，对驱动电-磁力的线性和圆形极化敏感。
2011-01-26 cond-mat.mes-hall
Revealing Interfaces of Two-Dimensional Lateral Heterostructures by Second Harmonic Generation
两种不同半导体之间的界面在决定异质结的电子特性方面至关重要，因此可以探测这些区域的新技术特别令人感兴趣。最近的研究表明，二维过渡金属二硫属化物异质结具有尖锐的外延界面，可用于下一代柔性和片上光电子器件。在这里，我们表明，二次谐波产生（SHG）可以用作一种光学工具，以揭示这些原子尖锐的界面在不同的横向异质结构。我们观察到异质结处SH强度的增强，并表明这是由于来自每种材料的SH发射的相干叠加造成的。这种建设性的干涉图案揭示了一个相位差所产生的两种材料在界面处的不同的二阶介电常数。我们的研究结果表明，SHG显微镜是一种敏感的表征技术，揭示纳米功能的层状材料及其异质结构。
2021-08-10 cond-mat.mes-hall
Nanoscale tunnel field effect transistor based on a complex oxide lateral heterostructure
我们展示了一个隧道场效应晶体管的基础上，从$\mathrm{LaAlO_3/SrTiO_3}$电子气图案化的横向异质结构。电荷通过隧穿从$\mathrm{LaAlO_3}$ / $\mathrm{SrTiO_3}$接触注入，并且通过绝缘$\mathrm{SrTiO_3}$的窄沟道的电流经由静电侧栅极控制。在低温和高温下测量了漏源I/V曲线。该晶体管表现出强电场和温度依赖性行为，具有高达$10\:\mathrm{mV/decade}$小的陡峭亚阈值斜率%和高达$g_m\approx 22 \: \mathrm{μA/V}$的介电常数。一个完全一致的输运模型的漏源隧穿再现测得的陡峭的亚阈值斜率。
2019-04-23 cond-mat.mes-hall
Lateral heterostructures of two-dimensional materials by electron-beam induced stitching
我们提出了一种新的方法来合成二维（2D）的横向异质结构的石墨烯和二硫化钼片与分子碳纳米膜（CNMs），这是基于电子束诱导缝合。通过化学气相沉积（CVD）分别在铜和SiO2衬底上生长石墨烯和MoS 2的单层，将其转移到金/云母衬底上并通过电子束光刻或光刻进行图案化。芳族硫醇的自组装单分子层（SAM）生长在金膜上不存在2D材料的区域。采用用低能电子束的照射将SAM转化为CNM，并同时将CNM边缘缝合到石墨烯和MoS 2的边缘，从而形成由两种不同材料组成的异质但连续的膜。所形成的横向异质结构具有高的机械稳定性，使得它们能够从金衬底转移到目标衬底上，甚至能够制备成独立的片材。我们的特点是这种合成的各个步骤和结构的最终异质结构的互补分析技术，包括光学显微镜，拉曼光谱，原子力显微镜（AFM），氦离子显微镜（HIM），X射线光电子能谱学（XPS）和高分辨率透射电子显微镜（HRTEM），并发现它们具有近原子尖锐的边界。
2018-05-01 cond-mat.mes-hall
Pseudo-spin triplet superconductivity in transition-metal dichalcogenide monolayers and Andreev reflection in the lateral heterostructures of 2$H$-NbSe$_2$
本文研究了过渡金属双硫属化物超导单层膜中电子对的赝自旋，表明赝自旋对超导单层膜和金属单层膜横向异质结的电输运性质有重要影响。形成库珀对的两个电子的伪自旋彼此平行，而不像真实自旋是反平行的。在横向异质结中，形成库珀对的电子输运，Andreev反射，被抑制与费米能级交叉的价带附近的边缘在金属单层。数值研究了半导体和超导过渡金属双硫族化合物、MoSe $_2$单层和NbSe $_2$单层的电荷掺杂横向异质结的电输运性质。通过改变电荷密度，我们发现了正常相和超导相电导差的符号变化，并指出这种符号变化是由赝自旋三重态超导电性引起的。
2019-05-30 cond-mat.mes-hall
Lateral heterostructures of hexagonal boron nitride and graphene: BCN alloy formation and microstructuring mechanism
将单个二维材料集成到异质结构中是关键的一步，这使得能够开发新的和技术上有趣的降维功能系统。在这里，通过在超高真空中从环硼氮烷和乙烯进行顺序化学气相沉积，在Ir（111）上合成了六方氮化硼和石墨烯的良好限定的横向异质结构。低能电子显微镜（LEEM）和选区电子衍射（μ-LEED）表明，异质结构不仅由六方氮化硼（绝缘体）和石墨烯（导体）组成，而且还形成了由B，C和N原子组成的2D合金（半导体）。合金的组成和空间延伸可以通过控制合成的参数来调节。实验证明了一种基于六方氮化硼分解的原位制备微纳米结构的新方法，并建立了解析模型，为制备各种形状的BCN和石墨烯元件建立了新的途径。通过这种方式，可以制造出原子级薄的导电和半导体组件，作为制造更复杂器件的基础。
2018-06-11 cond-mat.mes-hall
Lateral heterostructures formed by thermally converting n-type SnSe2 to p-type SnSe
不同的二维材料，当结合在一起形成异质结构时，可以表现出在单个组件中不存在的令人兴奋的特性。因此，密集的研究工作一直致力于其制造和表征。以前，垂直和面内二维异质结构已经通过机械堆叠和化学气相沉积形成。在这里，我们报告了一种新的材料系统，可以形成平面内pn结的n型SnSe 2的p型SnSe的热转换。通过扫描隧道显微镜和密度泛函理论的研究，我们发现这两种截然不同的晶格可以形成原子级尖锐的界面，并具有II型到接近III型的能带排列。我们还证明了这种方法可以用来创建微米级的平面pn结在预定义的位置。这些发现为进一步探索SnSe 2-SnSe异质结构的有趣特性铺平了道路。
2018-04-04 cond-mat.mes-hall
Tunable magnetism on the lateral mesoscale by post-processing of Co/Pt heterostructures
在纳米尺度上控制磁性对于微磁学和自旋相关输运的基础研究以及诸如磁纪录、成像和传感的各种应用是必不可少的。这已经在很高程度上通过垂直维度上的分层异质结构来实现。在这里，我们提出了一个互补的方法，允许控制调谐的横向介观尺度上的Co/Pt异质结构的磁性。通过对聚焦电子束诱导沉积（FEBID）制备的Pt基和Co基纳米带进行原位后处理，我们能够局部调节它们的矫顽场和剩磁。而单一的Co-FEBID纳米条纹没有表现出磁滞，我们发现硬磁行为后处理的Co/Pt纳米条纹的矫顽场高达850 Oe。我们将所观察到的效果归因于局部控制形成的CoPt L1 $_{0}$相，其存在已被揭示通过透射电子显微镜。
2015-04-08 cond-mat.mes-hall
Two-dimensional atomic-scale ultrathin lateral heterostructures
本研究通过MOCVD法成功制备单层MoS2/WS2超薄横向异质结构，实现原子级平整界面和单原子厚度结宽，并揭示其涌现的光学/电子性质。
2025-03-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Plasmon-Enhanced Interface Charge Transfer Exciton of 2D In-Plane Lateral and van Der Waals MoS$_2$/WS$_2$ Heterostructures
采用第一性原理计算和有限元电磁模拟相结合的多尺度计算方法，研究了二维横向和范德华2 H相MoS 2/WS 2异质结构的等离子体增强层间电荷转移激子.在2 H横向和范德华MoS $_2$ /WS $_2$异质结中观察到弱ICT激子。理论结果揭示了等离子激元与ICT激子强耦合产生激子的物理原理。金属等离子体激元能强烈增强弱CT激子，为观察弱CT激子提供了新的途径。我们的研究结果有助于加深对横向和范德华异质结中激子与等离子体激元强耦合作用所产生的激子的理解。
2020-03-27 cond-mat.mes-hall physics.optics
Interface Dark Excitons at Sharp Lateral Two-Dimensional Heterostructures
本文通过低能有效哈密顿量模型研究二维过渡金属硫族化合物横向异质结构界面暗激子，揭示界面几何结构作为赝自旋轨道耦合对激子结合能的影响，为光电子器件设计提供理论依据。
2020-10-29 cond-mat.mes-hall
Indirect excitons in van der Waals heterostructures at room temperature
范德华过渡金属二硫属化物（TMD）异质结构中的间接激子（IX）的特征在于高结合能，使得它们在室温下稳定，并为探索激子系统中的基本现象和开发在高温下操作的激子器件提供了机会。我们提出了在室温下观察的IX的范德华TMD异质结的基础上的单层的MoS $_2$分离的原子薄的六方氮化硼。在TMD异质结构中实现的IX具有比单层TMD中的直接激子的寿命长几个数量级的寿命，并且它们的能量是门控的。
2017-09-20 cond-mat.mes-hall
Magnetotransport and lateral confinement in an InSe van der Waals Heterostructure
硒化铟（InSe）作为一种新型的范德华异质结平台材料，由于其独特的电学和光学性质，在近六年来得到了广泛的研究。如过渡金属二硫属化物（TMDC），其可观的带隙和高电子迁移率可以提供潜在的光电应用。在这里，我们提出了低温下的传输测量的几层InSe范德华异质结与石墨烯栅接触。对于高磁场，我们观察到磁阻极小值，甚至填充因子相关的两倍自旋简并。通过静电门控与负偏置分裂栅极，实现了一维沟道。接近夹断，运输通过收缩占主导地位的本地化状态的充电能量范围从2至5毫电子伏。这项工作为探索包括量子点接触和量子点在内的低维物理提供了新的可能性。
2018-05-28 cond-mat.mes-hall
Band alignment of two-dimensional lateral heterostructures
最近的实验合成的二维（2D）异质结构打开了一扇门，在定制新的2D器件的电子性能的新的机会。在这里，我们表明，广泛的横向2D异质结构可以有一个突出的优势，比传统的三维（3D）异质结构，因为他们的能带排列是不敏感的界面条件。对于半导体-金属结，它们应分别处于肖特基-莫特极限和半导体结的安德森极限。这种与3D异质结构的根本区别在于，在大距离的渐近极限中，界面偶极子的影响对于2D系统消失。然而，由于偶极场的缓慢衰减和对真空厚度的依赖性，基于第一性原理计算的研究往往不能得出这样的结论。以石墨烯/六边形BN和MoS 2/WS 2横向异质结构为各自的原型，我们表明收敛结宽度可以比3D结的宽度长一个数量级。目前的结果提供了重要的指导，高品质的传输设备，无论是涉及横向二维异质结构。
2016-12-28 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Bi2Te3-Sb2Te3-Bi2Te3 Lateral Heterostructures Grown by Molecular Beam Epitaxy
本研究通过分子束外延在hBN上分步生长制备了Bi2Te3-Sb2Te3-Bi2Te3横向异质结构，并利用电子显微术和第一性原理计算表征了其结构、等离激元及拓扑性质。
2025-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Atomically sharp 1D interfaces in 2D lateral heterostructures of VSe$_2$-NbSe$_2$ monolayers
本文提出一锅两步分子束侧向外延方法，成功合成具有原子级尖锐界面的1T-VSe$_2$-1H-NbSe$_2$单层侧向异质结，发现界面处存在额外电子态与近藤共振特征，为研究人工量子材料提供新平台。
2024-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Transistor concepts based on lateral heterostructures of metallic and semiconducting phases of MoS$_2$
在本文中，我们提出了两个晶体管的概念的基础上横向异质结的单层MoS $_2$，由相邻区域的1T（金属）和2H（半导体）相，最近的研究表明，通过电子束照射获得这种异质结的可能性的启发。第一个概念，横向异质结构场效应晶体管，表现出更好的性能相对于预见的CMOS技术的发展，无论是高性能和低功耗应用的潜力。性能潜力已通过详细的多尺度材料和设备模拟进行了评估。第二个概念，平面barristor，也表现出潜在的竞争力与CMOS的性能，和改善的数量级的主要数字的优点相对于最近提出的垂直barristor。
2018-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-dependent refraction at the interface of lateral heterostructures of 2$H$-type transition-metal dichalcogenide monolayers
本文研究了空穴掺杂金属和半导体二硫属化合物单层横向异质结中电子波的折射效应。采用第一性原理计算和晶格格林函数相结合的方法，对2 $H$型MoSe $_2$ -NbS $_2$和WSe $_2$ -NbS $_2$结中的这种效应进行了理论研究.我们表明，电子波改变了在界面上的运动方向，并根据自旋沿两个不同的方向准直的速度。我们发现透射几率随电荷密度的增加而增加，折射电子束的方向相对于垂直于界面的轴接近于$\pm30^\circ$。金属过渡金属二硫属化物由于具有强的三角弯曲效应、大的费米面和塞曼型自旋轨道耦合，对折射效应是必不可少的。折射效应使得能够通过使用过渡金属二硫属化物单层的简单制造来产生自旋极化的电子电流。
2019-09-30 cond-mat.mes-hall
Lateral Heterostructure Field-Effect Transistors Based on 2D-Material Stacks With Varying Thickness and Energy Filtering Source
带隙依赖于某些2D材料族的原子层的数量，可以用于设计和使用横向异质结构（LH）作为高性能场效应晶体管（FET）。这种选择可以提供非常好的晶格匹配以及高异质界面质量。更重要的是，这种层堆叠的带隙调制可以引起2D材料的态密度（DOS）的陡峭转变，由于能量过滤源，这最终可以用于实现LH-FET中的亚60 mV/十倍亚阈值摆幅。我们已经观察到这种效果的情况下，PdS 2 LH-FET由于其双层配置的状态的特定密度。我们的研究结果是基于从头算和多尺度材料和器件建模，并煽动探索的二维材料设计空间，以找到更突然的DOS转换和更好的合适的候选人。
2020-01-09 cond-mat.mes-hall
Electrically Controlled Interfacial Charge Transfer Induced Excitons in MoSe2-WSe2 Lateral Heterostructure
本文研究单层MoSe2-WSe2横向异质结构中电控激子产生、输运与量子发射调控，结合石墨烯栅极器件、低温光谱和第一性原理计算，揭示界面电荷转移与电场协同机制，为电光量子器件发展提供新路径。
2024-07-18 cond-mat.mes-hall
Sequential Edge-Epitaxy in 2D Lateral Heterostructures
二维异质结在高性能、低功耗的光电系统中显示出巨大的应用潜力。基于垂直堆叠的异质结构的pn结已经显示出作为隧穿晶体管、发光器件和光电探测器以及作为光电池的非常有前途的性能。虽然复杂的垂直异质结构是通过不同的二维材料的范德华堆叠来制造的，但在横向异质结构中原子级尖锐的多结是一项非常具有挑战性的任务，但却是商业应用开发的可行路线。先前报道的获得MoX 2-WX 2（X= S和/或Se）型单结横向异质结构的方法涉及单步或两步生长过程。然而，这些方法缺乏控制TMD域的横向宽度以及其组成的灵活性。在这里，我们报告了一个简单的，但可扩展的合成方法，用于制造横向多结异质结构的基础上的组合不同的TMD单层[MoX 2-WX 2（X2 = S2，Se 2或SSe）]。原子尖锐的横向结连续合成的固体前体，通过只改变反应气体环境中的水蒸气的存在。这允许选择性地控制水诱导的氧化、挥发以及因此特定金属氧化物蒸气的相对量，从而导致MoX 2或WX 2的选择性边缘外延生长。空间相关的光致发光和原子分辨率的图像证实了高结晶度的单层和不同的TMD域之间的无缝横向连接。这些发现可以扩展到其他2D材料家族，并为开发复杂和原子级薄的面内超晶格，器件和集成电路奠定了基础。
2017-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical manipulation of valley-qubit and valley geometric phase in lateral monolayer heterostructures
本研究针对单层MoS₂/WS₂横向结栅极量子点中的谷同位旋固态量子比特，提出全电泵浦及非阿贝尔谷贝里相位两种操控方案，通过紧束缚含时薛定谔-泊松方程求解验证，为可扩展谷量子比特架构提供新路径。
2024-08-19 cond-mat.mes-hall
Nanosecond spin lifetimes in single- and few-layer graphene-hBN heterostructures at room temperature
我们提出了一种新的石墨烯自旋阀器件的制备方法，该方法通过改善电极-石墨烯和石墨烯-衬底界面来提高自旋和电荷输运性能。首先，我们在Si $^{++}$ /SiO $_2$上制备了Co/MgO自旋注入电极。此后，我们将石墨烯-hBN异质结构机械转移到预图案化电极上。我们表明，在室温下的自旋输运单层，双层和三层石墨烯器件表现出纳秒的自旋寿命与自旋扩散长度达到10 $μ$ m与载流子迁移率超过20,000 cm $^2$ /Vs相结合。
2014-06-10 cond-mat.mes-hall
CVD Grown Hybrid MoSe$_2$-WSe$_2$ Lateral/Vertical Heterostructures with Strong Interlayer Exciton Emission
Friedrich Schiller University Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）；Technical University Darmstadt（达姆施塔特工业大学）；Ulm University（乌尔姆大学）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）
本文通过CVD法合成MoSe₂-WSe₂异质结构，展示其强层间激子发射特性，为二维量子材料的基础研究和应用提供新途径。
2026-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature quantum emission from interface excitons in mixed-dimensional heterostructures
本文在二维二硒化钨与一维碳纳米管构成的混合维度异质结构中实现了界面激子的室温观测与单光子发射，通过调控能带排列验证其II型异质结构起源，为量子光子学提供新平台。
2023-07-28 cond-mat.mes-hall
One-dimensional electron gas in strained lateral heterostructures of single layer materials
电子气沿着其中一个空间方向的限制为沿着许多实际电子应用的侧面研究量子输运的基本原理开辟了一条途径，高电子迁移率晶体管就是一个突出的例子。具有不同电子极化的两种材料的异质结可用于导电通道的工程设计。将这个概念扩展到单层材料导致一维电子气（1DEG）。MoS 2/WS 2横向异质结构被用作实现1DEG的原型。电子极化的不连续性是通过应变的异质结，利用在MoS 2和WS 2之间的压电耦合的差异。提出了一个完整的理论，描述了二维材料的横向异质结中的诱导电场分布，并通过第一性原理计算进行了验证。
2017-03-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Single-Electron Transistor in Strained Si/SiGe Heterostructures
使用分裂栅极技术在调制掺杂硅/硅锗异质结构的二维电子气中形成横向量子点。采用电子束光刻来产生分裂栅极。通过向这些栅极施加负电压，下面的电子气被耗尽并且形成横向量子点，其尺寸可以通过栅极电压来调节。我们观察到单电子操作与库仑阻塞行为低于1 K。栅极漏电流得到很好的控制，表明这种类型的应用肖特基栅极最近遇到的问题是不是调制掺杂的Si/SiGe异质结构的固有限制，如已推测。
2005-08-10 cond-mat.mes-hall
The emergence of interface states in graphene/transition metal dichalcogenides heterostructure with lateral interface
研究了石墨烯/过渡金属二硫族化物异质结构中通过调控金属成分引发的拓扑交叉现象，发现具有侧向界面的Gr/(Mo-W)Se2异质结构能容纳拓扑保护的无能隙传播模式，其稳定性取决于系统尺寸。
2023-04-12 cond-mat.mes-hall
Experimental evidences of quantum confined 2D indirect excitons in single barrier GaAs/AlAs/GaAs heterostructure using photocapacitance at room temperature
在室温下，利用光电容谱和光电流谱研究了GaAs/AlAs/GaAs单势垒异质结中激子的吸收.光电容谱显示γ-AlAs势垒周围形成的间接激子的共振峰。与直流光电流谱不同，在较高偏压下，频率依赖的光电容谱有趣地随着隧穿的增加而发生红移、锐化，然后减小。这种差异清楚地指出，不同的激子动力学支配这两个光谱测量。我们还讨论了为什么这样的量子限制偶极的间接激子可以有物理上有限的概率，即使在室温下生存。最后，我们的观察表明，光电容技术，这是很少用于检测激子在过去，是有用的选择性检测和实验调谐相对较少的数量（~10^11/cm 2）的光生间接激子具有大的有效偶极矩在这种类型的准二维异质结构。
2018-02-01 cond-mat.mes-hall
Room-temperature quantum transport signatures in graphene/LaAlO3/SrTiO3 heterostructures
赝自旋量子自由度是石墨烯区别于普通二维金属和半导体的最显着特性之一。赝自旋量子干涉导致弱反局域化（WAL），并受到点缺陷和热扰动的强烈影响，这些缺陷和热扰动破坏了手征性并破坏了相位相干性。在室温下保持和操纵量子输运性质是实现实用的基于赝自旋的石墨烯器件的关键。在这里，我们报告的复杂氧化物异质结构，LaAlO 3/SrTiO 3的石墨烯场效应器件的制造和传输特性。WAL的签名，赝自旋量子干涉的结果，坚持到室温。LaAlO 3/SrTiO 3衬底在抑制短程杂质散射和电子-声子耦合方面起着关键作用。在室温下观察量子输运特征是该系统所独有的，并为开发基于赝自旋的器件和耦合到复合氧化物界面的新型多功能器件提供了新的机会。
2016-07-02 cond-mat.mes-hall
Microwave-driven ferromagnet--topological-insulator heterostructures: The prospect for giant spin battery effect and quantized charge pump devices
我们研究的异质结构中，一个二维的拓扑绝缘体（TI）连接到两个正常的金属（NM）电极，而一个岛的铁磁绝缘体（FI）旋进磁化覆盖其横向边缘的一部分，通过磁邻近效应诱导下的时间相关的交换场。当FI岛覆盖两个横向边缘时，这种装置在没有任何偏置电压的情况下泵送纯自旋电流，从而充当即使在非常小的微波功率输入下也具有巨大输出电流的有效自旋电池，从而驱动进动。当只有一个横向边缘被FI岛覆盖时，电荷和自旋电流都被泵送到NM电极中。我们描绘了相应的电导（电流-微波频率比）的条件下进行量化的进动锥角，这是强大的相对于弱无序，并可以进一步扩展设备的几何形状的变化在一个很宽的区间。
2010-05-20 cond-mat.mes-hall
Lateral 2D superlattices in GaAs heterostructures with independent control of carrier density and modulation potential
本研究提出一种GaAs-AlGaAs异质结构二维表面超晶格的新型双层器件设计，采用原位栅极实现短周期高迁移率超晶格，可独立宽范围调控载流子密度与调制势幅值，经低温磁输运测量验证工艺损伤小，可实现弱到强的势调制调谐。
2024-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin-to-charge conversion in lateral and vertical topological-insulator/ferromagnet heterostructures with microwave-driven precessing magnetization
利用电荷守恒的Floquet-Green函数方法，研究了在外加时间周期势驱动下，铁磁（F）层旋进磁化（在没有直流偏置电压的情况下）抽运的自旋电流如何{ \em横向}注入到强自旋轨道耦合（SOC）界面，并转化为同向流动的电荷电流.在与实验中使用的Rashba SOC的金属界面的情况下[Nature Comm. { \bf 4}，2944（2013）]，自旋$I^{S_α}$和电荷$I$电流都在其中流动，其中$I/I^{S_α} \simeq$ 2- 8\ %。（取决于旋进锥角），而对于相关实验中采用的F/拓扑绝缘体（F/TI）界面（arXiv：1312.7091）由于在TI表面上的完美的自旋-动量锁定，转换效率大大提高了$I/I^{S_α} \simeq$ 40- 60\ %。当自旋电流以较小的效率$I/I^{S_α} \sim 0.001\%$被泵送{ \em垂直}通过F/TI界面时，也发生自旋-电荷转换，但是电荷电流信号对界面处的狄拉克费米子是有质量的还是无质量的敏感。
2014-07-15 cond-mat.mes-hall
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
Lateral heterostructures and one-dimensional interfaces in 2D transition metal dichalcogenides
二维（2D）材料的生长和剥落导致在具有不同组成或相的晶体之间的接合处产生边缘和新颖的界面状态。这些混合异质结构（HS）可以被构建为垂直范德华\emph{stacks}，从而产生2D界面，或者被构建为\emph{stitched}相邻单层晶体，从而产生一维（1D）界面。虽然大部分的注意力都集中在垂直HS，越来越多的理论和实验的兴趣在1D接口是显而易见的。不同2D材料之间的面内界面态继承了两种晶体的特性，从而产生具有独特的1D非抛物色散和强自旋轨道效应的稳健状态。由于这些独特的特性，这些状态为实现1D物理提供了一个令人兴奋的平台。在这里，我们回顾和讨论在一维异质结的进展，重点是半导体过渡金属二硫属化物$MX_{2}$（与$M$ =Mo，W和$X$ = S，Se，Te）之间的理论方法，以及如何界面状态可以被表征和利用。我们还解决了界面如何依赖于边缘几何形状（如锯齿形和扶手椅）或应变，晶格参数不同的界面，以及这些功能如何影响激子/光学响应。这篇评论的目的是作为一个资源，促进理论和实验研究，在这个迅速发展的领域。
2019-03-30 cond-mat.mes-hall
Trion Engineered Multimodal Transistors in Two dimensional Bilayer Semiconductor Lateral Heterostructures
Indian Institute of Technology Kharagpur（印度理工学院卡拉格普尔分校）；Indian Institute of Technology Bombay（印度理工学院孟买分校）；Philipps-University at Marburg（马尔堡菲利普斯大学）；Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）
本研究通过二维双层半导体横向异质结实现多模态晶体管，利用内在能级分离调控三重态生成与传输，为光电和量子技术发展提供新路径。
2024-11-02 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Room-temperature Strong Coupling of Au Nanorod-WSe2 Heterostructures
具有大真空拉比分裂的全固态强光-物质耦合系统在量子操纵、量子信息存储和处理等量子信息应用中具有重要意义。过渡金属二硫属化合物（TMDs）由于其独特的激子结合能和光学性质，被认为是光与物质相互作用的理想材料。在这里，从实验和理论两个方面，我们探讨了激子和等离子体纳米腔之间的共振耦合效应的异质结构组成的单层二硒化钨（WSe 2）和一个单独的金纳米棒。我们还研究了各种参数对共振耦合的影响，包括具有不同拓扑方面的Au纳米棒的局域表面等离子体共振，Au纳米棒与单层WSe 2表面之间的分离，以及WSe 2的厚度。更重要的是，通过选择适当的参数，共振耦合可以在室温下接近强耦合区，其中在能量图上观察到真空拉比分裂强度为98 meV的反交叉行为。
2017-04-26 cond-mat.mes-hall
Sidewall depletion in nano-patterned LAO/STO heterostructures
我们报道了利用LaAlO $_{3}$ / SrTiO $_{3}$（LAO/STO）界面上形成的准二维电子气（q2 DEG）制备纳米结构。该工艺使用电子束光刻结合反应离子蚀刻。该技术允许将高质量结构图案化到小至$100$ nm的横向尺寸，同时保持导电性质而不会在STO衬底中诱发导电性。不同宽度的图案化霍尔条的温度依赖性输运性质在低温和室温下仅显示电导率的小尺寸依赖性。这种偏离可以用窄的横向耗尽区来解释。图案化过程的所有步骤都是完全工业兼容的。
2015-02-23 cond-mat.mes-hall
Room-temperature tunable tunneling magnetoresistance in Fe3GaTe2/WSe2/Fe3GaTe2 van der Waals heterostructures
本研究在全范德华Fe3GaTe2/WSe2/Fe3GaTe2磁性隧道结中实现了高度可调的室温隧穿磁阻，发现直流偏置电流可调制TMR的大小和符号，为室温可调自旋电子器件设计提供了新视角。
2024-06-05 cond-mat.mes-hall
CVD Graphene Contacts for Lateral Heterostructure MoS${_2}$ Field Effect Transistors
针对二维材料晶体管欧姆接触制备难的问题，研究人员制备了CVD二硫化钼与CVD石墨烯的横向异质结晶体管，实现低接触电阻与高开关比，并通过经实验校准的理论模型验证了其进一步缩放与性能提升的潜力。
2024-04-05 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Room temperature nanocavity laser with interlayer excitons in 2D heterostructures
原子级薄的层状二维（2D）材料为基础研究和器件应用提供了丰富的库。其中一个特别的优点是，可以通过堆叠不同的2D材料来实现带隙工程和受控的材料响应。最近几种类型的激子激光器已被报道基于过渡金属二硫属化物（TMDC）单分子膜，然而，发射仍然是本征的能带隙的单分子膜和激光器利用的灵活性的范德华异质结尚未被证明。本文首次报道了MoS_2/WSe_2异质结室温层间激子激光器。激光作用的开始是由“L-L”曲线中的明显扭结和光谱线宽的明显塌陷相结合来确定的。与MoS 2和WSe 2的层内激子的可见光发射不同，我们的层间激子激光器在红外范围内工作，这与硅光子学中成熟的技术完全兼容。由于层间激子的长寿命，腔品质因数的要求放宽了几个数量级。室温层间激子激光器的演示为在硅光子学平台上开发具有定制光学特性的相干光源开辟了新的前景。
2019-11-28 cond-mat.mes-hall
Repeatable Room Temperature Negative Differential Conductance in GaN/AlN Resonant Tunneling Diodes
采用分子束外延技术在市售GAN衬底（0001）面上生长了GAN/AlN双势垒共振隧穿异质结构。共振隧穿二极管的制作，室温下的电流-电压测量揭示了一个负微分电导区的存在下，正向偏压的峰值电流密度为~6.4 $kA/cm^2$和峰谷电流比为~1.3。反向偏置操作呈现出与异质结构中存在的极化场密切相关的特征导通阈值电压。一个分析静电模型的开发，以捕捉独特的功能极性异质结为基础的共振隧穿二极管的谐振和阈值电压的设计参数和极化场的函数。随后的测量证实了负电导的可重复性，并表明III族氮化物隧穿异质结构能够在室温下实现稳健的共振传输。
2016-06-26 cond-mat.mes-hall
Orbital effect of in-plane magnetic field on quantum transport in chaotic lateral dots
我们展示了面内磁场如何影响大面积混沌横向量子点电导的弱局域化校正以及其中普遍电导涨落的参数依赖性。
2001-06-01 cond-mat.mes-hall
Nanopore-patterned CuSe drives the realization of PbSe-CuSe lateral heterostructure
针对传统衬底上单层PbSe因界面应变难以观测拓扑晶体绝缘体特征的问题，提出基于分子束外延的两步法，以纳米孔图案化CuSe为模板在Cu(111)衬底上制备出具有原子级锐利界面、带隙1.8eV的单层PbSe-CuSe横向异质结，为拓扑量子物理研究提供了新的材料平台。
2023-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Local magnetoresistance in Fe/MgO/Si lateral spin valve at room temperature
本文报道了二端结构的室温局域磁电阻效应。通过采用1.6 nm厚的MgO隧道势垒，增加了自旋注入效率，导致大的非局域磁电阻。在室温下的非本地磁阻的大小估计为0.0057欧姆。结果，即使在室温下，在局部磁阻测量中也观察到清晰的矩形信号。我们也借由分别测量每个接点的自旋累积电压来探讨局部磁电阻的起源。
2014-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Room temperature quantum Hall effect in a gated ferroelectric-graphene heterostructure
本文提出在铁电绝缘体 CuInP2S6 封装的石墨烯异质结构中，通过静电栅控实现室温、适中磁场下的量子霍尔效应，为室温可控量子霍尔平台及紧凑电阻标准提供新途径。
2023-05-26 cond-mat.mes-hall
Extraordinary high room-temperature carrier mobility in graphene-WSe$_2$ heterostructures
RWTH Aachen University（亚琛工业大学）；Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心）；Université de Montpellier（蒙彼利埃大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Vienna University of Technology（维也纳工业大学）；AMO GmbH（AMO有限公司）
研究发现，由WSe₂、石墨烯和hBN构成的异质结构可使石墨烯室温载流子迁移率提升3倍以上，达350000 cm²/(V·s)，其电阻率温度依赖性弱于其他石墨烯衬底，对电子-声子散射的现有理解提出了挑战。
2026-09-01 cond-mat.mes-hall
Room Temperature Gate Tunable Non Reciprocal Charge Transport in Lattice Matched InSb/CdTe Heterostructures
对称性的操纵提供了一种有效的方法来定制固态系统中的物理顺序。随着反转对称性和时间反转对称性的破缺，在各种非磁性系统中可能出现非互易磁输运，从而丰富了自旋电子学。本文报道了晶格匹配的InSb/CdTe薄膜在室温下的单向磁电阻效应。得益于$0.13 \mathrm{~V} \cdot \mathrm{nm}^{-1}$在异质结区的强内建电场，在298 K下，这种Rashba型自旋轨道耦合和量子限制保证了稳定的角相关二阶电荷电流，其非互易系数比大多数非中心对称材料大1-2个数量级.更重要的是，这种异质结构配置能够实现整流响应的高效栅极调谐，其中实现了UMR幅度的40%的增强。我们的研究结果主张窄隙基于磁阻电机的混合系统与强大的二维界面自旋织构作为一个合适的平台，追求可控的手性自旋轨道器件和应用。
2022-04-01 cond-mat.mes-hall
GaAs/GaP quantum dots: Ensemble of direct and indirect heterostructures with room temperature optical emission
我们描述了镶嵌在GaP（001）中的自组装GaAs量子点系综的光发射和载流子动力学。量子点的形成是由GaAs和GaP之间的3.6%的晶格失配在超过1.2单层的GaAs的沉积后，在Stranski-Krastanow模式驱动。所述量子点具有6至7.6x101t3/cm-2的面密度和多峰尺寸分布。发光光谱在1.7和2.1eV范围内有两个峰。与具有较小量子点的样品相比，具有较大量子点的样品具有红色发射并且显示较少的热猝灭。大量子点在室温下发光。我们将高能量发射归因于薄量子阱或小应变量子点中的间接载流子复合，而低能量红光发射归因于弛豫量子点中的直接电子-空穴复合。
2015-12-08 cond-mat.mes-hall
