Photon-Induced Suppression of Interlayer Tunneling in Van Der Waals Heterostructures
以石墨烯/{ \it h}-BN/石墨烯为例，发展了一个在强电磁场驱动下的范德华异质结构的层间隧穿理论.我们的理论预测，强反共振出现在偏置电压值等于光频率的整数倍。发现这些特征源自不同石墨烯层的Floquet边带之间的光子辅助共振隧穿跃迁，并且由于带内和带间隧穿跃迁的相互作用而对双带系统是独特的。我们的研究结果指出，在范德华异质结构中使用强电磁场隧穿局域化的可能性。
2018-12-27 cond-mat.mes-hall
In situ twistronics of van der Waals heterostructures
在范德华异质结构中，二维（2D）材料的电子能带，它们的非平凡拓扑结构和电子-电子相互作用可以通过不同层之间的扭曲角引起的莫尔图案而显著改变。这种过程被称为双电子学，其中扭转角的调谐可以通过2D材料的机械操纵来实现。在这里，我们展示了一种实验技术，可以实现在范德瓦尔斯异质结构中的二维材料的原位动态旋转和操纵。使用这种技术，我们制造了异质结构，其中石墨烯与六方氮化硼的顶部和底部封装层完美对齐。我们的技术使扭曲的二维材料系统在一个单一的堆栈动态可调的光学，机械和电子性能。
2020-10-08 cond-mat.mes-hall
Magnetic Proximity Effect in 2D Ferromagnetic CrBr3/Graphene van der Waals Heterostructures
二维（2D）范德华异质结作为一个有前途的平台，利用各种物理现象在各种各样的新型自旋电子器件的应用。有效的自旋注入是这些器件的先决条件。最近发现的磁性2D材料导致了通过磁邻近效应（MPE）实现自旋注入的完全2D范德华自旋电子学器件的可能性。本文报道了利用塞曼自旋霍尔效应通过非局域测量研究二维CrBr 3/graphene范德华异质结构中的磁邻近效应。塞曼分裂场估计表明，即使在低磁场中也存在显著的磁邻近交换场。此外，在v = 0时，随着磁场的增加，在Dirac点R_（XX，D）处观察到的反常纵向电阻变化可能是MPE诱导新的基态相的结果。因此，在我们的CrBr 3/石墨烯范德华异质结构中揭示的这种MPE为下一代2D自旋逻辑和存储器件提供了坚实的物理基础和关键功能。
2019-10-23 cond-mat.mes-hall
Negative differential resistance in Van der Waals heterostructures due to moiré-induced spectral reconstruction
在范德瓦尔斯异质结构中，由于晶格常数之间的失配和组成二维晶体的晶体学方向的错位，莫尔超晶格的形成是常见的。我们从理论上讨论了范德华隧道晶体管中的电子输运，其中一个电极由两个晶体制成，在其界面形成莫尔超晶格。通过研究含有对齐的石墨烯/六方氮化硼异质结构或扭曲的双层石墨烯的结构，我们表明，负微分电阻是可能的，在这样的晶体管作为超晶格引起的电子态密度的变化的结果，而不需要动量守恒隧道存在于高品质的剥离设备。
2018-08-08 cond-mat.mes-hall
Thermal conductivity of one-dimensional carbon-boron nitride van der Waals heterostructure: A molecular dynamics study
研究范德华异质结中的热输运问题，对于它们的广泛应用具有重要的科学意义和实际意义。本文采用分子动力学模拟系统地研究了碳纳米管和氮化硼纳米管组成的一维异质结构的热导率。热导率被发现有很强的依赖于温度，长度和直径。此外，轴向应变和范德华相互作用的强度被证明能够调制热导率高达约43%和37%，分别。此外，还研究了组分纳米管的手征性对热导率的影响。这些结果解释的基础上晶格动力学的见解。这项工作不仅提供了可行的策略来调制热导率，而且还增强了对一维异质结构中声子输运基本物理的理解。
2020-12-30 cond-mat.mes-hall
Electrical control of inter-layer excitons in van der Waals heterostructures
本文研究了垂直电场作用下过渡金属二硫属化物（TMDC）叠层中的激子，这里是MoSe $_2$ /WSe $_2$ van der Waals异质结.用密度泛函理论计算得到了能带结构，以及分别在导带和价带中的电子和空穴波函数。尽管异质结构的II型性质导致完全电荷分离的层间激子，但层间的载流子分布被示出为容易通过外场来调谐。我们的研究结果表明，中等值的电场产生更均匀分布的波函数沿异质结构，从而提高层间激子结合能，最显着的是，它的振子强度。
2017-09-25 cond-mat.mes-hall
Charge detection using a WSe$_2$ van der Waals heterostructure
检测量子器件中的单次充电事件是实现用于量子信息处理的实用量子线路的重要一步。在这项工作中，我们证明了范德瓦尔斯异质结器件与门控纳米收缩在单层WSe 2可以用作附近的量子点的电荷检测器。这些结果开启了在复杂的量子线路中实现基于二维材料的电荷检测方案的可能性。
2022-03-22 cond-mat.mes-hall
Electronic structure and Magneto-transport in MoS$_2$/Phosphorene van der Waals heterostructure
在格林函数支持的密度泛函理论框架下，利用散射理论研究了含时自旋电流介导的自旋转移矩行为.在半导体模型MoS $_2$ /磷烯范德华异质结中揭示了量子磁输运特性。研究了自旋电流通道化异质层输运随磁化角旋转变化的动力学。据观察，随时间变化的自旋输运矩保持不变，无论磁化角方向。极化自旋电流是持久的外部磁场的潜在适用性对自旋电子学。
2019-06-17 cond-mat.mes-hall
van der Waals Heterostructures of Germanene, Stanene and Silicene with Hexagonal Boron Nitride and Their Topological Domain Walls
我们研究了由锗烯、锡烯或硅烯与六方氮化硼（h-BN）构成的范德华（vdW）异质结构。这些弯曲的蜂窝材料的有趣的拓扑性质可以保持和进一步工程化的异质结构，其中衬底效应和外部电场之间的竞争可以用来控制可调的拓扑相变。使用这样的异质结构作为构建块，设计了各种vdW拓扑域壁（DW），沿其存在谷极化量子自旋霍尔边缘状态或谷对比边缘状态，其由谷（自旋）分辨拓扑电荷保护，并且可以通过异质结的图案化和外部场来定制。
2016-04-14 cond-mat.mes-hall
Tunneling Devices with Perpendicular Magnetic Anisotropy Electrodes on Atomically Thin van der Waals Heterostructures
报道了范德华异质结隧穿器件中垂直铁磁电极的制备。我们发现MgO/Co/Pt薄膜在六方BN上表现出垂直磁各向异性（PMA），其易磁化轴垂直于衬底。真空退火增强了垂直各向异性。沿垂直方向的易轴持续到室温，Pt层厚度范围从1.5到5 nm。我们采用PMA电极在石墨烯和单层WSe 2上构建隧穿器件，其中在没有强肖特基势垒形成的情况下证明了自旋注入特性和场效应晶体管行为。
2017-10-30 cond-mat.mes-hall
Light-matter interaction in van der Waals heterostructures
即使单个二维材料具有各种有趣和意想不到的特性，这些层的堆叠也会导致范德华固体，该范德华固体将二维特性与源自层间相互作用的新颖特征结合在一起。在这篇专题综述中，我们涵盖了范德华异质结构的制造和表征，重点是由半导体过渡金属二硫属化物单层制成的异质双层。实验和理论技术来研究这些异质双分子层。最新的研究结果集中在不同的过渡金属dichalcogenides异质结和不同的谷之间可能的光学跃迁，外观的莫尔图案和签名的莫尔激子进行了讨论。对范德华异质双层膜的迷人和快速增长的研究为其作为新兴量子纳米材料的应用提供了有希望的见解。
2020-02-19 cond-mat.mes-hall
Versatile Electronic Devices Based on WSe2/SnSe2 Vertical van der Waals Heterostructure
由各种二维材料堆叠而成的范德华异质结构在电子学应用中具有广阔的前景。然而，大多数报道的基于范德华异质结的电子器件的性能与现有技术相比还有很大差距。在这里，我们报告的高性能异质结器件的基础上垂直堆叠的二硒化钨和二硒化锡。由于材料独特的能带排列和原子厚度，载流子输运和能垒都可以通过外加电场有效地调制。因此，异质结器件显示出卓越的特性，具有约3 × 108的高电流开关比，由于带到带隧穿而导致的五十年电流变化的平均亚阈值斜率为每十年126 mV，约3 × 108的超高整流比和超过104 A/cm 2的电流密度。此外，还成功地实现了基于多数载流子输运主导二极管的小信号半波整流器电路，在未来的高速电子应用中显示出巨大的潜力。
2019-04-03 cond-mat.mes-hall
Suspended dry pick-up and flip-over assembly for van der Waals heterostructures with ultra-clean surfaces
针对表面科学技术研究范德华异质结受表面污染限制的问题，提出一种悬浮干法拾取翻转组装技术，可制备超洁净表面的空气敏感异质结，且兼容超高真空组装以提升异质结质量。
2023-06-17 cond-mat.mes-hall
The effect of anomalous elasticity on the bubbles in van der Waals heterostructures
结果表明，膜的反常弹性影响范德华异质结构中气泡的轮廓和热力学。我们的理论概括了非线性板理论以及膜理论的加压起泡试验，将幂律尺度依赖的弯曲刚度和杨氏模量的二维结晶膜。这种由相关热涨落（弯曲声子）的长程相互作用引起的尺度依赖性是最近在石墨烯中观察到的反常胡克定律的原因。结果表明，这种反常的弹性影响依赖于它的半径和温度的气泡的最大高度。我们确定的特征温度以上的异常弹性是重要的。有人建议，石墨烯为基础的范德华异质结的预测异常制度是实验在室温下。
2019-09-27 cond-mat.mes-hall
Excitonic pattern formation from a wrinkling instability in a van der Waals heterostructure
University of California San Diego（加州大学圣地亚哥分校）
研究MoSe₂/WSe₂异质结构中间接激子的光致发光，发现其呈现近周期性三角图案，特征波长约2.6微米。
2026-07-14 cond-mat.mes-hall
Quasi-stationary near-gate plasmons in van der Waals heterostructures
近门等离子体激元是在均匀二维电子系统中出现的一种新型等离子体振荡，其中门提供了电子-电子相互作用的部分屏蔽。在这里，我们开发了一个理论的近栅极等离子体在范德华异质结构包括一个导电层分离的薄绝缘体从不带电的盘形栅极。我们表明，在这些结构中的近门等离子体形成门尺寸量子化的准静态离散模式，即使在碰撞限制。近栅等离子体属于盘栅外二维等离子体激元的连续谱，表现为频率上的类Fano共振和散射截面的磁色散。这使得能够使用近场成像技术恢复范德华异质结构中的近门等离子体激元的光谱。
2021-12-02 cond-mat.mes-hall
Sliding Disassembly of van der Waals Heterostructures
Columbia University（哥伦比亚大学）；University of Washington（华盛顿大学）；National Institute of Materials Science（物质材料研究机构）
本研究提出利用微结构化聚合物印章通过滑动拆解与重构范德华异质结的技术，展示了其在石墨烯介电环境调控、敏感单层材料表征及莫尔材料应变操控中的应用，为二维电子系统研究提供了新范式。
2025-10-21 cond-mat.mes-hall
Landau Levels of Bilayer Graphene in a WSe$_2$/Bilayer Graphene van der Waals Heterostructure
在两种不同的范德华材料之间形成的异质结构使每个组分中不存在的相互作用和功能成为可能。在这项工作中，我们表明，附近的一个原子薄的WSe $_2$片显着影响的能量的双分子层石墨烯的低朗道能级的破坏，可能是由于筛选。我们提出了一个系统的研究磁场和电位移场的朗道能级间隙的填充因子$ν$ = 1，2，3，并比较BN封装的原始双层石墨烯。在WSe $_2$ /双层石墨烯异质结构中，N = 0和1轨道波函数之间的交换主导的能量分裂显著增强，这导致在填充因子$ν$ = 0处的修改的相图和在$ν$ = 1和3处的更大的能隙。另一方面，在$ν$ = 2处的交换增强的自旋能隙减小了大约两倍。我们的研究结果表明，一种可能的方式来工程量子霍尔现象通过范德华异质结构。
2019-11-04 cond-mat.mes-hall
Exciton landscape in van der Waals heterostructures
本文结合激子密度矩阵形式理论与密度泛函理论，系统揭示了TMD同质和异质双层在不同堆叠下的激子景观，确定了能量最低激子态，并厘清了杂化与层极化对亮暗激子光致发光谱的贡献。
2022-01-18 cond-mat.mes-hall
Exfoliation and van der Waals heterostructure assembly of intercalated ferromagnet Cr1/3TaS2
铁磁范德华（vdW）材料是用于具有全二维材料异质结构的自旋电子器件的需求。在这里，我们证明了机械剥离的磁性原子嵌入过渡金属二硫属化物Cr 1/3 TaS 2从其散装晶体，以前这样的插层材料被认为是难以剥离。剥离的纳米厚的薄片的磁输运揭示了低于其居里温度TC ~ 110 K的铁磁有序性以及强的面内磁各向异性;这些与其本体性质相同。此外，范德瓦尔斯异质结构组装的Cr 1/3 TaS 2与另一个插入铁磁体Fe 1/4 TaS 2证明使用干转移方法。制造的异质结组成的Cr 1/3 TaS 2和Fe 1/4 TaS 2与天然Ta 2 O 5氧化物隧道势垒之间的隧道磁阻（TMR），揭示可能的自旋注入和检测这些剥离铁磁材料通过VDW结。
2017-09-25 cond-mat.mes-hall
High-Efficiency Van Der Waals heterostructure Thermionic Device With Graphene Electrodes
在本文中，我们提出了范德华异质结为基础的电子器件在300至400 K的温度范围内的冷却和发电的应用。通过使用二维材料的低交叉平面热导率作为屏障材料和石墨烯作为电极，我们的计算表明，我们提出的设备将具有更高的效率相比，其他方法，如热电器件和传统的电子器件。通过使用当前技术中的参数，我们预测在400 K下收集废热时，在卡诺效率的50 $\%$以上的冷却能力和10至20 $\%$的效率。
2015-09-04 cond-mat.mes-hall
Signature of spin-resolved quantum point contact in p-type trilayer WSe$_{2}$ van der Waals heterostructure
本研究采用改进的van der Waals接触方法，利用简并掺杂过渡金属二硫族化合物晶体，在p型三层二硒化钨基van der Waals异质结中实现了静电诱导量子限制结构，即量子点接触。通过对分裂栅电极和顶栅的双选通，观察到了清晰的量子化电导和通过一维限制的夹断态。在0和高磁场下，在0.5 $\times$ 2 e $^{2}$ /h的步长处观察到电导平台，除了在有限偏置电压条件下的四分之一平台之外，还观察到指示自旋极化量子点接触实现的签名。
2021-09-02 cond-mat.mes-hall
Resonant Zener Interferometry in van der Waals Heterostructures
California Institute of Technology（加州理工学院）
该研究通过范德瓦尔异质结构中的量子干涉效应，揭示了电场诱导的量子振荡和共振现象，为相干干涉动态的探测和应用提供了新途径。
2026-02-25 cond-mat.mes-hall
Valley-polarized quantum anomalous Hall effect in van der Waals heterostructures based on monolayer jacutingaite family materials
本文数值研究了单层水囊石族材料Pt $_{2}$ AX $_{3}$（A = Hg，Cd，Zn; X = S，Se，Te）的vanderWaals（vdW）异质结构中的一般谷极化和反常霍尔效应。我们对单层Pt $_{2}$ AX $_{3}$和二维铁磁绝缘体组成的vdW异质结构的原子、电子和拓扑性质进行了系统的研究。我们发现四种vdW异质结构都具有谷极化的量子反常霍尔相，即，Pt $_{2}$ HgS $_{3}$ /NiBr $_{2}$、Pt $_{2}$ HgSe $_{3}$ /CoBr $_{2}$、Pt $_{2}$ HgSe $_{3}$ /NiBr $_{2}$和Pt $_{2}$ ZnS $_{3}$ /CoBr $_{2}$中的最大谷分裂为134.2meV，Pt $_{2}$ HgS $_{3}$/NiBr $_{2}$中的相当大的全局带隙为58.8meV。我们的研究结果表明，一个理想的平台，实现应用拓扑谷电子。
2022-11-25 cond-mat.mes-hall
Few-layer graphene patterned bottom gates for van der Waals heterostructures
我们介绍了一种局域选通的方法，采用了几层石墨烯图案化的底部栅极的范德华异质结构。作为2D材料家族的一员，少层石墨烯非常适合常用的堆叠方法。它在图案化方面的多功能性以及它的平坦性使它成为局部选通2D材料实验的理想候选者。此外，结合超薄六方氮化硼作为绝缘层，可以产生尖锐的电势台阶，并且可以维持所研究的2D材料的质量。为了强调良好的可行性和性能，我们展示了在周期性调制的石墨烯-氮化硼异质结构中的传输实验的结果，其中载流子密度经由局部作用的图案化的几层石墨烯底栅和全局背栅来调谐。
2017-03-16 cond-mat.mes-hall
Second-Order Topological Insulator in van der Waals Heterostructures of CoBr$_2$/Pt$_2$HgSe$_3$/CoBr$_2$
二阶拓扑绝缘体具有（d-2）维拓扑铰链或角态，在三维材料中已被观察到，但在二维系统中尚未观察到。本文从理论上提出了在CoBr $_2$ /Pt $_2$ HgSe $_3$ /CoBr $_2$的范德华异质结中实现二阶拓扑绝缘体的方法。Pt $_2$ HgSe $_3$是大带隙$\mathbb{Z}_2$拓扑绝缘体。与来自相邻的CoBr $_2$的面内交换场，大于70 meV的大的带隙打开的边缘。角状态，这是强大的边缘紊乱和不规则的形状，证实了在纳米片。我们进一步证明了二阶拓扑态也可以在硅铜矾族$\mathbb{Z}_2$拓扑绝缘体的异质结构中实现。我们相信，我们的工作将有利于实验实现二阶拓扑绝缘体在范德瓦尔斯层状材料。
2022-02-01 cond-mat.mes-hall
Tuning the Electronic Structure of Monolayer Graphene/MoS2 van der Waals Heterostructures via Interlayer Twist
我们直接测量了扭曲的石墨烯/MoS 2范德华异质结的电子结构，其中石墨烯和MoS 2都是单层。我们使用阴极透镜显微镜和微探针角分辨光电子能谱测量图像的表面，确定扭转角，并映射这些人工异质结构的电子结构。对于单层MoS 2上的单层石墨烯，所得的能带结构揭示了石墨烯和MoS 2电子态之间不存在杂化。此外，异质结构中的石墨烯衍生的电子结构保持完整，与两种材料之间的扭转角无关。然而，相比之下，发现与MoS 2层相关联的电子结构是扭曲角依赖性的;特别地，MoS 2层在Γ和K处的价带最大值的能量的相对差从大约0到0.2 eV变化。我们的研究结果表明，单层MoS 2内的异质结构成为主要是一个间接的带隙系统的所有扭曲角，除了在30度附近。该结果使得能够在由单层结构组成的范德华异质结构中进行潜在的带隙工程。
2015-11-16 cond-mat.mes-hall
Crystal Phases of Charged Interlayer Excitons in van der Waals Heterostructures
多年来，激子的强关联相干态一直是理论和实验研究的主题。由于新出现的量子材料（例如范德华力（vdW）束缚的过渡金属二硫属元素（TMD）原子薄层），这个话题最近蓬勃发展。我们分析了最近在双层TMD异质结构中观察到的带电层间激子的集体性质。我们预测新的强相关相-晶体和维格纳晶体-可以选择性地实现与TMD双层适当选择的电子-空穴有效质量，只是改变他们的层间分离距离。我们的研究结果为非线性相干控制、电荷输运和量子vdW异质结的自旋光电子学应用开辟了新的途径。
2021-02-08 cond-mat.mes-hall
Negative Photoconductance in van der Waals Heterostructures-Based Floating Gate Phototransistor
由二维材料制成的范德华异质结构由于其强的光-物质相互作用而被证明是光电应用的通用结构。然而，在vdW异质结中的大多数光控现象和应用依赖于正光电导（PPC）。负光电导（NPC）尚未报道在vdW异质结。在这里，我们报告的NPC在ReS 2/h-BN/MoS 2 vdW异质结为基础的浮栅光电晶体管的观察。所制备的器件在没有光照的情况下表现出优异的非易失性存储器性能。更有趣的是，我们观察到的PPC和NPC之间的光照明下的门可调的转变。观察到的NPC现象可以归因于浮栅和导电沟道之间的电荷转移。此外，我们表明，通过光强度的NPC控制是有前途的光可调多位存储器件的实现。我们的结果可能使潜在的应用在多功能存储器和光电子器件。
2018-08-18 cond-mat.mes-hall
Plasmon-enhanced near-field chirality in twisted van der Waals heterostructures
结果表明，手性等离子体，其特征在于由纵向磁矩伴随纵向电荷等离子体，导致电磁近场，也是手性的。对于扭曲的双层石墨烯，我们估计屏蔽等离子体激元的近场手性可以比相关的圆偏振光大几个数量级。手征性还表现为在等离子体传播的方向与其坡印廷矢量之间形成的偏转角。扭曲的范德华异质结构可能因此提供了一种新的平台，以促进手性分子中的对映体选择性的物理化学过程，而无需施加分别打破时间反转、镜面或反转对称性的磁场或外部纳米图案化。
2020-11-18 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
Efficient transport kinetics of indirect excitons in van der Waals heterostructure
University of California San Diego（加州大学圣地亚哥分校）
本文通过实验发现范德华异质结构中间接激子具有反常的高迁移率，表明在面内无序存在下仍可实现高效输运，与间接激子超流性预测一致。
2026-05-30 cond-mat.mes-hall
Distinctive g-factor of moire-confined excitons in van der Waals heterostructures
实验研究了高质量hBN/WS 2/MoSe 2/hBN异质结构在垂直磁场下近零扭转角的光致发光（PL）谱中激子峰的谷塞曼分裂。我们确定了两个中性激子峰的PL光谱：较低的能量表现出降低的g因子相对于较高的能量峰，和远低于最近报道的其他范德华（VDW）异质结构的层间激子的值。我们提供的证据表明，这样一个可辨别的g-因子源于空间限制的激子在潜在的景观所创建的莫尔图案，由于tolattice失配和/或层间扭曲的异质双层。这使得磁PL的一个重要工具，以达到更深层次的理解的效果上的激子限制在VDW异质结构的莫尔图案。
2022-04-04 cond-mat.mes-hall
Planar and van der Waals heterostructures for vertical tunnelling single electron transistors
尽管目前存在丰富的二维材料选择，但垂直（范德华）和平面内的异质结构对所产生结构的性质和功能提供了前所未有的控制。因此，平面异质结构允许不同的二维半导体和石墨烯纳米带之间的pn结具有明确的边缘;垂直异质结构导致在纯碳基系统中观察到超导性并实现垂直隧穿晶体管。在这里，我们展示了同时使用平面和范德华异质结来构建垂直单电子隧穿晶体管。我们在六方氮化硼的基质内生长石墨烯量子点，这使得量子点周边的局域态数量急剧减少。使用六方氮化硼隧道势垒作为石墨烯量子点的触点，使我们的晶体管具有可重复性，并且不依赖于局部状态，在设计未来器件时具有更大的灵活性。
2019-01-16 cond-mat.mes-hall
Twist-angle tunable spin texture in WSe$_2$/graphene van der Waals heterostructures
该研究通过自旋进动实验首次实验验证了WSe$_2$/石墨烯范德华异质结的自旋织构及自旋-电荷转换可随扭角调控，发现特定扭角下存在径向自旋分量且自旋织构螺旋度可反转，为新型自旋-扭角电子器件研发奠定基础。
2023-12-15 cond-mat.mes-hall
Tunneling spectroscopy of localized states of $\mathrm{WS}_2$ barriers in vertical van der Waals heterostructures
在过渡金属二硫属化物中，已发现缺陷起重要作用，影响掺杂、自旋谷弛豫动力学，并有助于自旋轨道耦合的邻近效应。在这里，我们研究了$\mathrm{WS}_2$中的局域态以及它们如何影响h-BN/石墨烯/ $\mathrm{WS}_2$ /金属的范德华异质结构的隧穿。所获得的电导图作为偏置和栅极电压的函数，揭示了单电子晶体管的行为（库仑阻塞）与丰富的一组传输功能，包括激发态和负微分电阻制度。施加垂直磁场，我们观察到的量子能级的能量和信息的本地化状态的轨道磁矩提取的移动。
2019-06-25 cond-mat.mes-hall
2D MoS2-Graphene-based multilayer van der Waals heterostructures: Enhanced charge transfer and optical absorption, and electric-field tunable Dirac point and band gap
多层范德华异质结构是由不同原子层组装而成的，具有广泛的吸引人的现象和新颖的应用。理解层间耦合及其相关效应对于设计具有理想物理性能的新型vdWs异质结构至关重要。基于最新的混合密度泛函理论，对二维MoS 2-石墨烯（GR）异质结构进行了详细的理论研究，发现对于二维少层异质结构，相邻层之间的vdWs力依赖于层数.与双层结构相比，三层vdW异质结构中的层间耦合可以通过堆叠第三层得到显著增强，这是由短的层间距离和更多的界面电荷转移直接支持的。该三层膜在宽范围（<700 nm）内显示出强的光吸收，使其非常有潜力用于太阳能收集和转换。此外，GR的Dirac点以及各层和三层的带隙都可以通过外加电场来调节，证实了多层vdWs异质结构具有实验所发现的独特的光电性能。这些结果表明，调整vdWs相互作用，作为一个新的设计参数，将是一个有效的策略，设计特定的二维多层vdWs异质结构，以满足各种应用的需求。
2016-11-08 cond-mat.mes-hall
Electrical probe of spin-spiral order in quantum spin Hall/spin-spiral magnet van der Waals heterostructures
本文提出利用量子自旋霍尔绝缘体与自旋螺旋磁体构成的范德华结，通过螺旋态对时间反演对称性破缺的敏感性，从电学测量中直接探测无净磁化的非共线自旋螺旋序。
2025-07-23 cond-mat.mes-hall
Swapping Exchange and Spin-Orbit Coupling in 2D van der Waals Heterostructures
基于二维多层范德华异质结构，提出了交换和自旋轨道耦合两种最重要的自旋相互作用的概念。具体而言，我们表明，通过执行现实的从头算模拟，由双层石墨烯夹在一个2D铁磁体Cr $_2$ Ge $_2$ Te $_6$（CGT）和单层WS $_2$，是一个单一的设备，不仅能够产生，而且还交换两个相互作用。通过双层石墨烯中的栅极依赖层极化和短程自旋轨道和交换邻近效应的相互作用来实现高效交换，所述短程自旋轨道和交换邻近效应仅影响与石墨烯材料接触的层。我们称这些结构为ex-so-tic，用于通过门控在单个设备中提供交换（ex）或自旋轨道（so）耦合。这种双功能器件展示了使用2D晶体多层膜的范德华自旋电子学工程的潜力。
2020-11-04 cond-mat.mes-hall
Long-range quantum transport of indirect excitons in van der Waals heterostructure
空间间接激子（IX）（也称为层间激子）的长寿命使得长距离IX传播成为可能。由原子级薄的过渡金属二硫属化物（TMD）层组成的范德华异质结构提供了实现具有高结合能的激子的机会，并为实现激子量子现象和激子器件提供了材料平台。深入研究了在TMD异质结构中IXs的传播。然而，尽管长IX寿命，数量级长于空间直接激子（DX）的寿命，一个相对短的距离IX传播与$1/e$衰减距离$d_{1/e}$几个$μ$ m的TMD异质结构的研究中报道。IX传播的短范围源自面内势，其使激子局域化并抑制激子输运。特别是，在TMD异质结构中预测的显著的面内莫尔电位可以对IX传播造成障碍。在这项工作中，我们实现了在MoSe $_2$ /WSe $_2$异质结的宏观长程IX传播与$d_{1/e}$达到$\sim 100$ $μ$ m。IX传播的强烈增强是利用异质结构中的DXs共振的光激发实现的。IX传播的强烈增强源于IX本地化和散射的抑制，并在量子制度中观察到。
2022-06-03 cond-mat.mes-hall
Observation of interlayer phonon modes in van der Waals heterostructures
利用超低频拉曼光谱研究了单层过渡金属二硫属化合物（TMDs），特别是MoS 2/WSe 2和MoSe 2/MoS 2异质双层膜以及扭曲MoS 2双层膜的范德华异质结构的振动特性.我们发现了这些结构中两个无公度TMD单分子膜之间的层呼吸模式（LBM）振动产生的拉曼特征（在30 ~ 40 cm-1）。LBM拉曼强度与层间电荷转移引起的光致发光的抑制强烈相关。LBM仅在具有直接层-层接触和原子级清洁界面的双层区域中产生。它的频率也随两层之间的相对取向而系统地演变。我们的研究表明，LBM可以作为一个敏感的探针的界面环境和层间相互作用的范德瓦尔斯材料。
2014-10-15 cond-mat.mes-hall
Emergence of Frohlich polaron from interlayer electron-phonon coupling in van der Waals heterostructure
范德华异质结构，垂直堆叠的层状材料，提供了新的机会，新的量子现象，缺乏在其组成部分。在这里，我们报告的出现极化子准粒子在石墨烯/六方氮化硼（h-BN）异质结构的界面。利用纳米点角分辨光电子能谱，我们观察到h-BN价带最大值的带角复制品，其能量间隔与异质结构的最高声子能量一致|Fr指示由于前向散射电子-声子耦合而形成Ohlich极化子。h-BN带的抛物线拟合产生约2.3的有效质量增强，表明中间耦合强度。我们的理论模拟的基础上Migdal-Eliashberg理论证实了实验结果，允许提取的微观物理参数。此外，由于与h-BN带的杂化，观察到石墨烯$π$带的重正化。我们的工作概括了从过渡金属氧化物到具有更高材料弹性的范德华异质结构的极化子研究，突出了层间耦合作为探索涌现现象的额外自由度。
2017-11-23 cond-mat.mes-hall
Massive Dirac fermions and Hofstadter butterfly in a van der Waals heterostructure
范德华异质结构包括通过堆叠原子级薄的平面晶体形成的一类新的人工材料。在这里，我们展示了能带结构工程的范德华异质结构组成的单层石墨烯薄片耦合到旋转对齐的六方氮化硼基板。空间变化的层间原子登记导致碳亚晶格对称性的局部破坏和石墨烯中的长程莫尔超晶格势。短波长和长波长效应之间的这种相互作用导致由孤立的超晶格迷你带描述的能带结构和在电荷中性处的出乎意料的大带隙，这两者都可以通过改变层间对准来调谐。磁电容测量揭示了以前未观察到的分数量子霍尔态，反映了大量的狄拉克色散，结果从打破亚晶格对称性。在超高场下，由于在非整数填充因子下出现了Hofstadter蝴蝶，在非整数填充因子下观察到整数电导平台。
2013-03-27 cond-mat.mes-hall
Cavity-control of bright and dark interlayer excitons in van der Waals heterostructures
单层（ML）过渡金属二硫属化物（TMD）集成在光学微腔主机激子极化激元作为一个标志的强光-物质耦合制度。类似的概念，混合轻物质系统采用空间间接激子与永久的电偶极矩在异质双层（HBL）晶体的承诺实现激子极化激元气体和凝聚体与immersed偶极相互作用。在这里，我们确定了空间间接的动量明亮和动量暗层间激子的垂直MoSe $_2$ -WSe $_2$异质结构的光学签名和实施腔控制的激子流形。我们的实验量化的强度轻物质耦合为零和有限动量激子驻留在莫尔超晶格的TMD HBLs，并表明这两个激子物种容易受到Purcell增强腔修改的光子环境。我们的结果形成的基础上，偶极激子极化激元气体和凝聚体的混合腔-范德华异质结构系统的进一步发展。
2017-10-25 cond-mat.mes-hall
Localized bright luminescence of indirect excitons and trions in MoSe$_2$/WSe$_2$ van der Waals heterostructure
半导体异质结构中的间接激子（IX）是玻色子，可以冷却到量子简并温度以下，并且可以通过电压和光进行有效控制。IX量子玻色气体和IX器件在GaAs异质结构中进行了探索，其中IX的存在范围限于低温，因为IX结合能低。范德华过渡金属二硫属化物（TMD）异质结构中的IX的特征在于大的结合能，这为探索激子量子气体和在高温下创建激子器件提供了机会。TMD异质结构也为研究单激子现象和少粒子复合物提供了一个新的平台。在这项工作中，我们目前的研究，在MoSe $_2$ /WSe $_2$异质结构的IX和报告的两个IX发光线的能量分裂和温度依赖性，确定他们为中性和带电IX。实验发现的间接带电激子（即间接三离子）的结合能接近TMD异质结构中负间接三离子的计算结合能28 meV [Deilmann，Thygesen，Nano Lett. 18，1460（2018）]。我们还报道了在低温下实现发光线宽达到4~meV的IXs。在局域化的斑点中观察到IX发光强度的增强和窄线宽。
2019-11-20 cond-mat.mes-hall
Van der Waals heterostructures for spintronics and opto-spintronics
各种各样的2D材料及其在范德华（vdW）异质结构中的共集成实现了创新的器件工程。此外，它们的原子薄性质通过源自短程相互作用的邻近效应促进了人造材料的设计。这种设计方法对于自旋电子学来说特别引人注目，自旋电子学通常利用磁性和非磁性材料薄层及其之间的界面的功能。本文综述了vdW异质结构在二维自旋电子学和光自旋电子学方面的最新进展。在介绍了自旋输运研究的前沿之后，我们强调了由自旋轨道和磁邻近效应引起的独特的自旋相关现象。我们进一步描述的能力，以创建多功能的混合异质结的基础上VDW材料，结合自旋，谷和激子自由度。最后，我们展望了超紧凑全二维自旋器件的设计和生产的前景和挑战，以及它们在传统和量子技术中的潜在应用。
2021-10-19 cond-mat.mes-hall
A high-$κ$ wide-gap layered dielectric for two-dimensional van der Waals heterostructures
本研究提出易复现的LaOBr合成方法，剥离为二维高κ宽禁带介电材料，用于高性能范德华晶体管和激子器件电门控。
2023-07-25 cond-mat.mes-hall
Emission and amplification of surface plasmons in resonant - tunneling van der Waals heterostructures
我们预测了石墨烯-绝缘体-石墨烯范德华异质结构中表面等离子体激元放大的一种新机制。放大发生在受激层间电子隧穿伴随着相干等离子体激元的发射。非局域高频隧穿电导率的量子力学计算表明，相对较小的隧穿指数可以通过强共振来补偿，这是由于相邻石墨烯层中具有共线动量的电子态之间的隧穿增强。通过对势垒层的优化选择，非弹性隧穿引起的表面等离子体激元增益可以补偿甚至超过Drude和带间吸收引起的损耗。表面等离子体激元的隧穿发射对石墨烯层的轻微扭曲是鲁棒的，并且可以解释在最近的实验中观察到的来自隧道耦合石墨烯层的电致发光。
2015-09-12 cond-mat.mes-hall
Tunable Phases of Moiré Excitons in van der Waals Heterostructures
将过渡金属二硫属化物单层堆叠成具有有限扭转角的异质结构，产生具有可调周期性的人工莫尔超晶格。因此，激子经历周期性电势，其可用于定制这些材料的光电性质。虽然最近的实验研究已经证实了扭曲角相关的光谱，莫尔激子共振的微观起源尚未完全澄清。在这里，我们结合第一性原理计算与激子密度矩阵形式主义，研究不同的莫尔激子相位之间的转换和它们对扭曲的MoSe $_2$ /WSe $_2$异质结构的光学性质的影响。在小于2 $^{\circ}$的角度，我们发现平面，云纹捕获层间和层内激子的状态。该莫尔激子相位在3 $^{\circ}$处急剧地变为完全离域状态。我们预测的线性和二次扭转角依赖的激子共振的云纹陷阱和离域激子相，分别。我们的工作提供了微观的见解，打开了在范德瓦尔斯超晶格中定制莫尔激子相位的可能性。
2020-08-11 cond-mat.mes-hall
Picosecond photoresponse in van der Waals heterostructures
二维（2D）晶体，例如石墨烯和过渡金属二硫属化物（TMD），呈现出独特且互补的光电性质的集合。在垂直异质结构中组装不同的2D材料可以在一个器件中组合这些特性，从而创建具有卓越性能的多功能光电系统。在这里，我们证明了石墨烯/WSe 2/石墨烯异质结构将TMD的高光电探测效率与石墨烯的皮秒光响应相媲美，从而优化了单个光电探测器的速度和效率。我们遵循的时间在这些设备中使用时间分辨光电流测量的光激发载流子的提取，并证明了光响应时间短至5.5 ps，我们调整通过施加偏压和通过改变TMD层的厚度。我们的研究提供了直接的洞察到的物理过程，这些范德华（vdW）异质结构的检测速度和量子效率，如面外载流子漂移和复合。对超快和高效光电探测的观察和理解证明了基于混合TMD的异质结构作为未来光电子器件平台的潜力。
2016-01-27 cond-mat.mes-hall
Control of interlayer excitons in two-dimensional van der Waals heterostructures
基于过渡金属二硫属化物的范德华异质结构中具有独特自旋谷物理特性的长寿命层间激子使其在下一代器件的信息处理中具有前景。虽然已经广泛研究了不同类型的异质堆叠中的层间激子的发射特性，但是仍然缺乏改变谷态或调谐发射能量和强度所需的这些激子的操纵。在这里，我们证明了这种控制层间激子MoSe 2/WSe 2异质结构。我们的堆叠与h-BN的封装确保超净界面，使我们能够解决四个单独的窄层间发射峰。我们观察到两个主要的层间过渡与相反的螺旋圆偏振激发下，保存或反转入射光的偏振。我们进一步证明了控制的波长，强度和极化激子发射的电场和磁场。这种操纵层间激子及其极化的能力可以为新型激子和谷电子器件应用铺平道路。
2018-03-16 cond-mat.mes-hall
Interlayer exciton dynamics in van der Waals heterostructures
激子结合能高达数百meV，在光频范围内有很强的光吸收，这使得过渡金属二硫属化物（TMD）有望成为新型光电纳米器件。特别是，原子级薄的TMD可以堆叠成异质结构，从而能够设计具有定制特性的新材料。强库仑相互作用产生层间激子，其中电子和空穴在不同层中空间分离。在这项工作中，我们揭示了这些根本上有趣的和技术相关的层间激子态的形成，热化和衰变背后的微观过程。特别地，我们提出了示例性的MoSe $_2$ -WSe $_2$异质结构的层间激子结合能和波函数以及它们的时间和能量分辨动力学。最后，我们预测了层间激子对这些材料的光致发光的主要贡献。
2018-04-23 cond-mat.mes-hall
Voltage-controlled long-range propagation of indirect excitons in van der Waals heterostructure
间接激子（IX），也称为层间激子，可以形成激子器件的介质，激子器件的操作基于激子的受控传播。激子器件的原理证明在GaAs异质结构中得到证明，其中激子器件的操作限于低温。范德华过渡金属二硫属化物（TMD）异质结构中的IX的特征在于高结合能，使得IX在室温下稳定，并提供了创建在高温下操作的适用于应用的激子器件的机会。然而，TMD异质结构的一个特征是存在莫尔超晶格势，这被预测会导致IX能量的调制达到数十meV。这些面内能量景观可以导致IX局部化，使得在TMD和GaAs异质结构中的IX传播根本不同，并且使得在TMD异质结构中是否可以实现长距离IX传播不确定。在这项工作中，我们实现了长距离IX传播的$1/e$ IX发光衰减距离达到13微米的MoSe $_2$ /WSe $_2$异质结构。实现了对激子发光的远程控制：激子晶体管漏极的激子发光信号被栅极电压控制在40倍以内。这些数据表明，长距离IX传播是可能的TMD异质结构与预测的莫尔超晶格势。
2021-01-04 cond-mat.mes-hall
Probing the inter-layer exciton physics in a MoS$_2$/MoSe$_2$/MoS$_2$ van der Waals heterostructure
堆叠半导体过渡金属二硫属化物（TMD）的原子单分子膜已成为设计其性能的有效方法。原则上，TMD异质结构的交错能带排列应导致形成具有长寿命和鲁棒谷极化的层间激子。然而，这些特征仅在MoSe $_2$ /WSe $_2$异质结构中同时观察到。本文报道了在MoS $_2$ /MoSe $_2$ /MoS $_2$三层范德华异质结中观察到的长寿命层间激子发射。所观察到的过渡层间的性质证实了光致发光光谱，以及通过分析的时间，激发功率和温度依赖性的层间发射峰。所观察到的复杂的光致发光动力学表明存在准简并动量直接和动量间接带隙。结果表明，圆偏振光抽运导致层间激子的长寿命谷极化。有趣的是，层间激子光致发光具有与激发相反的螺旋性。我们的研究结果表明，通过仔细选择形成范德华异质结的TMD，可以控制层间激子发射的圆偏振。
2017-09-13 cond-mat.mes-hall
