Two-dimensional exciton-polariton - light guiding by transition metal dichalcogenide monolayers
过渡金属二硫属化物（TMDC）的单层被证明是能够支持激子共振，二维激子极化激元以下的引导光学模式。这种可见光或近红外模式被限制在离单层大约一微米的范围内，并且传播长度超过100微米。光引导能力使得TMDC单层更加通用和潜在地有吸引力的光子平台。
2015-05-03 cond-mat.mes-hall physics.optics
Photogalvanic effect in monolayers of transition metal dichalcogenides
Ioffe Institute（约费研究所）
本文理论研究了过渡金属二硫属化物单层中由线偏振光直接跃迁产生的光电流，发展了考虑库仑吸引的弹道与位移贡献微观理论，发现库仑关联使弹道贡献占主导。
2026-09-21 cond-mat.mes-hall
Tunable thermoelectricity in monolayers of MoS$_{2}$ and other group-VI dichalcogenides
本文研究了MoS $_{2}$和其他VI族二硫属化合物单分子膜在圆偏振非共振光下的热电性质。解析表达式推导的Berry相位介导的磁矩，轨道磁化，以及热和能斯特电导率。通过{ \it非共振}光调谐带隙增强了价带和导带中的自旋分裂，因此导致自旋和谷热电性质的显著改善。
2015-04-18 cond-mat.mes-hall
Brightening of dark excitons in monolayers of semiconducting transition metal dichalcogenides
我们提出了低温磁光致发光实验，证明了明亮的暗激子的面内磁场$B$施加到不同的半导体过渡金属dichalcogenides的单层。对于WSe $_2$和WS $_2$单分子膜，在亮激子峰以下$\sim$ 50 meV处观察到暗激子发射，并且显示出特征性的双峰结构，其强度随着$B^2$而增长，而对于MoSe $_2$单分子膜没有出现磁场诱导的发射峰。我们的实验还表明，$_2$单层膜具有暗激子基态，其暗-亮激子分裂能量为$\sim$ 100 meV。
2016-12-08 cond-mat.mes-hall
Optical generation and detection of pure valley current in monolayer transition metal dichalcogenides
我们提出了一个利用线偏振光的单光子吸收在单层过渡金属二硫属化物中产生纯谷电流的实用方案。我们表明，纯谷电流可以检测到的光致发光测量或超快泵浦探测技术。我们的方法，连同先前演示的谷偏振的产生，开辟了令人兴奋的可能性，超快的光只操纵谷指数。并讨论了实验中倾斜场对谷电流的影响。
2015-01-19 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
Trion and Biexciton in Monolayer Transition Metal Dichalcogenides
在非相对论势模型的框架下，利用超球谐方法研究了过渡金属二硫属化物单分子膜中的三电子和双激子。通过将三子和双激子的波函数按反对称HH展开，求解了具有Keldysh势的三体和四体薛定谔方程。基态能量的计算结果与Keldysh势的类似计算结果吻合良好，并且与三电子和双激子结合能的实验测量值吻合合理。
2017-01-06 cond-mat.mes-hall
Dielectric electron-hole liquid in monolayer heterostructures based on transition metal dichalcogenides
本文研究过渡金属二硫属化物单层异质结构中介电电子-空穴液体的形成条件，发现圆偏振度超过阈值时出现介电EHL，低于阈值则为金属性EHL，并讨论了转变的物理表现。
2023-05-15 cond-mat.mes-hall
Symmetry-forbidden intervalley scattering by atomic defects in monolayer transition-metal dichalcogenides
单层过渡金属二硫属化物（TDM; MX 2）中原子缺陷引起的谷间散射对利用其独特的谷对比特性的应用提出了严重的障碍。在这里，我们表明，原子缺陷的对称性可以引起一个非常规的保护机制，对单层TMD谷间散射。预测的谷间散射的缺陷相关选择规则可以经由傅里叶变换扫描隧道光谱（FT-STS）来验证，并且提供例如以下各项的唯一标识：原子空位缺陷（M vs X）。我们的研究结果把谷间FT-STS峰在最近的实验中的情况下，在一个不同的角度。
2018-01-03 cond-mat.mes-hall
Valley-dependent spin transport in monolayer transition-metal dichalcogenides
我们从理论上研究了单层过渡金属双硫族化合物中谷相关的自旋输运，其中由于自旋谷耦合，预计会出现各种自旋和谷物理。结果表明，在适当的载流子掺杂下，自旋被谷选择性激发，产生谷极化自旋电流（VPSC）。VPSC导致自旋电流霍尔效应，横向自旋积累起源于动量空间中的Berry曲率。结果表明，自旋激发与自旋谷耦合导致谷和自旋输运，这是未来的低功耗纳米器件的应用前景。
2020-04-25 cond-mat.mes-hall
Electron-Hole Liquid in Monolayer Transition Metal Dichalcogenide Heterostructures
过渡金属二硫属化物（特别是MoS 2、MoSe 2、WS 2和WSe 2）的单层膜可以被认为是研究高温电子空穴液体的理想体系。电子和空穴的准二维性质确保了它们与体半导体中的相互作用相比更强。单层异质结构中库仑相互作用的屏蔽显著减少，因为它是由环境的介电性决定的（例如，真空和衬底），其远低于过渡金属二硫属化物膜的特征。过渡金属二硫属化物中载流子能谱的多径结构显著降低了动能，导致电子空穴液体的平衡密度和结合能增加。确定了电子-空穴液体的结合能和平衡密度。结果表明，对于电子-空穴液体，计算时应采用二维库仑势。
2020-05-10 cond-mat.mes-hall
Valley entanglement of excitons in monolayers of transition-metal dichalcogenides
我们发现，激子和自由载流子在K和K'谷的过渡金属二硫属化物单分子膜可以纠缠相对于其谷自由度通过吸收线性偏振单光子。这种效应不需要K和K'激子之间的任何相互作用，这与通过量子系统之间的耦合介导的传统纠缠机制（例如，非线性光学相互作用中的光子纠缠）。激子和自由载流子的谷纠缠可以通过测量它们的光致发光的偏振或在所施加的面内DC偏压下的光电流的波动来验证。
2015-03-21 cond-mat.mes-hall
Effect of two-dimensional nonlocal screening on mobility of electrons in transition-metal dichalcogenide monolayers
本文基于非局域屏蔽理论，研究了过渡金属二硫化物单层中电子迁移率的影响，发现非局域效应显著增强迁移率，尤其在室温SiO₂基底下增强效果显著。
2025-11-22 cond-mat.mes-hall
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
Control of Exciton Valley Coherence in Transition Metal Dichalcogenide Monolayers
过渡金属二硫属化合物单分子膜中的直接带隙跃迁受手性光学选择规则支配。由激光螺旋度确定，在动量空间中的$K^+$或$K^-$谷中诱导光学跃迁。线偏振激光激发制备谷态的相干叠加。在这里，我们展示了激子谷相干单层WSe 2通过调整所施加的磁场垂直于单层平面的控制。我们表明，在高达9 T的外加磁场中，谷态的相干叠加的旋转角度高达30度。这种在ps时间尺度上的激子谷相干控制可能是基于谷自由度的量子比特完全控制的重要一步。
2016-06-07 cond-mat.mes-hall
Spin relaxation in hole-doped transition metal dichalcogenide monolayer and bilayer with the crystal defects
本文研究了空穴掺杂的单层和双层过渡金属双硫族化合物在晶体缺陷存在下的电子自旋弛豫效应。我们考虑现实模型的晶格空位和实际估计的自旋弛豫率使用多轨道紧束缚模型。在单层中，自旋弛豫时间被发现是非常长的动量弛豫时间相比，这是由于这样的事实，即自旋杂化的能带结构被抑制的镜面反射对称性。双层TMD的自旋弛豫时间要短得多，这是由于没有镜像对称性而导致的更强的自旋杂化。
2015-08-24 cond-mat.mes-hall
Ballistic performance comparison of monolayer transition metal dichalcogenide MX2 (M = Mo, W; X = S, Se, Te) MOSFETs
利用密度泛函理论得到的具有跳跃势的原子紧束缚哈密顿量，采用全带弹道非平衡格林函数方法研究了单层MX 2（M = Mo，W; X = S，Se，Te）n沟道和p沟道金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的输运性质.讨论了不同单层MX2 MOSFET的亚阈值斜率、漏致势垒降低（DIBL）和栅致漏漏（GIDL）。我们还报告了负微分电阻行为的可能性，在纳米级单层MX2 MOSFET的输出特性。
2014-02-13 cond-mat.mes-hall
Hybrid electroluminescent devices composed of (In,Ga)N micro-LEDs and monolayers of transition metal dichalcogenides
我们展示了一种新型的电致发光器件，其中GaN基$μ$ -LED用于触发过渡金属二硫属化物的单层的发射光谱，所述过渡金属二硫属化物直接沉积在$μ$ -LED表面上。特殊的$μ$ -LED设计使我们的结构即使在低温极限下也能正常工作。装备有选定的WSe $_2$单层薄片的装置被示出作为独立的电驱动单光子源。
2022-06-26 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Valley Depolarization in Monolayer Transition-Metal Dichalcogenides with Zone-Corner Acoustic Phonons
虽然具有新颖谷功能的单层过渡金属双硫族化合物是实现谷电子器件的有希望的候选者，但对谷去极化机制的基本理解仍然不完全。基于对MoSe 2和WSe 2单层进行的泵浦-探测实验和密度泛函计算的佐证分析，我们证明了布里渊区K点处的相干声子可以有效地介导电子载流子的谷转移。在MoSe 2单层的情况下，我们将这种模式确定为弯曲声学ZA（K）模式，其具有破缺的反转对称性，因此可以在谷转移期间实现电子自旋翻转。另一方面，在单层WSe 2的情况下，其中自旋保持谷间弛豫是优选的，有效地产生具有偶反转对称性的相干LA（K）声子。这些研究结果表明，虽然谷间弛豫的具体情况取决于能带的自旋排列，但K点声子应被视为过渡金属二硫属化物单层中有效的谷去极化途径。
2020-10-22 cond-mat.mes-hall
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
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
Photoluminescence Saturation and Exciton Decay Dynamics in Transition Metal Dichalcogenide Monolayers
利用光致发光（PL）和瞬态反射光谱研究了过渡金属双硫族化合物（TMD）中的激子动力学。PL饱和在单层MoSe 2中发生的激发强度比在单层MoS 2中低两个数量级以上。瞬态反射表明，非线性激子-激子湮灭是占主导地位的激子衰减过程中的单层MoSe 2在以前报道的线性激子衰减单层MoS 2。此外，MoSe 2中的激子寿命> 125 ps，比MoS 2中的几ps激子寿命长一个数量级以上。我们发现MoSe_2和MoS_2单分子膜激子衰减机制和PL饱和行为的显著不同可以用激子寿命的差异来解释。
2014-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Resonant Enhancement of Second Harmonic Generation by Edge States in Transition Metal Dichalcogenide Monolayers
我们推导了过渡金属二硫属化物单分子膜边缘态的低能理论，在非耦合谷的情况下，给出了两带$\bm{kp}$ -哈密顿量。在没有自旋轨道相互作用的边缘，这些国家拥有一个单一的现象学参数描述的边缘结构的线性色散。取决于参数的符号，边缘状态的频谱可以跨越带隙或位于它之外。在第一种情况下，边缘状态的存在导致共振增强的二次谐波产生的频率约为带隙的一半，与最近的实验一致。从共振频率位置提取唯象边界参数的值。
2016-09-28 cond-mat.mes-hall
Phase diagram of electron-hole liquid in monolayer heterostructures based on transition metal dichalcogenides
在过去的几年里，人们对过渡金属二硫属化物（TMD）的单分子层的兴趣一直是由其不寻常的电子和光学性质所驱动的，这对于设计新一代纳米电子学的功能元件非常有吸引力。最近，实验证据表明，在TMD单分子膜中形成高温强束缚电子空穴液体（EHL）。载流子的强结合是由于单层异质结构中库仑相互作用的屏蔽显著降低。本文研究了基于TMD的准二维异质结构中电子和空穴系统的气-液相变，并计算了这种相变的临界参数。描述了金属-绝缘体转变，并构造了这种异质结构的相图。
2021-05-13 cond-mat.mes-hall
Orbital Hall Insulating Phase in Transition Metal Dichalcogenide Monolayers
我们发现，H相变金属二硫属化物（TMD）单层，如MoS $_2$和WSe $_2$，是轨道霍尔绝缘体。他们目前非常大的轨道霍尔电导率平台在其半导体间隙，自旋霍尔电导率消失。我们的研究结果打开了使用TMD的轨道电流注入和轨道扭矩转移，超过他们的自旋对应的自旋轨道电子器件的可能性。TMD单分子膜中的轨道霍尔效应（OHE）即使在没有自旋轨道耦合的情况下也会发生。它可以与奇异的动量空间Dresselhaus类轨道纹理联系起来，类似于2D狄拉克费米子中的自旋动量锁定，它是由轨道属性和晶格对称性的组合产生的。
2020-04-30 cond-mat.mes-hall
Interlayer exciton dynamics in a dichalcogenide monolayer heterostructure
在由不同的过渡金属二硫属化物单层组成的异质结构中，可以发生交错的能带对准，导致光学产生的电子-空穴对快速电荷分离成相对的单层。这些空间上分离的电子-空穴对是库仑耦合的并且形成层间激子。在这里，我们研究了这些层间激子的异质结构组成的MoSe $_2$和WSe $_2$单层使用光致发光光谱。我们观察到一个非平凡的层间激子的线宽和峰值能量的温度依赖性，包括一个异常强大的初始红移的过渡与温度，以及显着的蓝移的发射能量随着激发功率的增加。通过结合这些观察与时间分辨的光致发光测量，我们能够解释所观察到的行为作为层间激子扩散和偶极，排斥激子-激子相互作用的组合。
2017-03-01 cond-mat.mes-hall
Spin and valley dynamics of excitons in transition metal dichalcogenides monolayers
过渡金属二硫属化物，即钼和钨的二硫化物和二硒化物的单层表现出与自旋谷锁定效应相关的不寻常的光学性质。特别地，由圆偏振光激发单层选择性地在动量空间中的非等效谷中产生电子-空穴对或激子，这取决于光螺旋度。这允许通过光学光谱学研究载流子和库仑络合物的谷间动力学。本文对过渡金属二硫属化合物单分子膜中的中性激子精细结构及其自旋和谷动力学进行了简要的综述。结果表明，激子中电子和空穴之间的长程交换相互作用是不同谷区的电子-空穴对构成的亮激子快速混合的有效机制.我们讨论了远程交换相互作用的物理起源，并概述了其推导电动力学和$\mathbf k \cdot \mathbf p$的方法。我们进一步提出了一个模型的亮激子自旋动力学驱动的长程交换相互作用和散射之间的相互作用。最后，我们讨论了应用该模型来描述最近的实验数据所获得的时间分辨光致发光和克尔旋转技术。
2015-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Exciton-exciton interaction in transition-metal dichalcogenide monolayers
从理论上研究了过渡金属二硫属化物（TMD）单分子膜中激子间的库仑相互作用。我们计算了激子基态和激发态的直接相互作用和交换相互作用。库仑相互作用的屏蔽，具体到单层结构，导致独特的行为的激子-激子散射的激发态，其特征在于作为转移的动量的函数的相互作用的非单调依赖性。我们发现非平凡屏蔽使得TMD激子相互作用强度可以用包含激子束缚参数的近似公式来描述。研究了屏蔽和介电环境对激子-激子相互作用的影响，发现激子的基态和激发态表现出不同的性质。此外，我们考虑激子-电子相互作用，这对于激发态是由占主导地位的吸引力的贡献的交换组件，这与激发数增加。研究结果定量描述了过渡金属二硫族化合物中激子-激子和激子-电子的散射，对基于TMD单层膜的非线性光学器件的设计具有重要意义.
2017-08-21 cond-mat.mes-hall
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
Theory of absorption lineshape in monolayers of transition metal dichalcogenides
过渡金属二硫属化物单分子膜的线性吸收光谱显示出这些材料中异常强的激子-声子相互作用的显著特征。为了解释这种光信号中的激子和声子物理，我们以$\mathrm{MoSe_2}$为例，比较了不同的理论方法来计算吸收光谱。在本文中，我们推导出的运动方程的极化使用相关展开到第四玻恩近似或时间卷积主方程。我们表明，玻恩近似可能会成为问题时，没有足够高的顺序处理，特别是在高温下。相比之下，时间卷积公式给出了令人惊讶的好结果，尽管它的简单性相比，高阶相关展开，因此提供了一个强大的工具来计算线形的线性吸收光谱中非常流行的单层材料。
2020-03-26 cond-mat.mes-hall
Chiral topological excitons in the monolayer transition metal dichalcogenides
本文从理论上研究了单层过渡金属双硫族化合物中出现的手征拓扑激子，其中谷激子的体能隙被位置相关的外磁场打开。我们发现了两个新出现的手性拓扑非平凡激子态，它们与体拓扑性质密切相关，即，陈数=2。数值计算揭示了手征拓扑激子谱随磁场畴壁宽度和磁场强度的变化规律。手性拓扑谷激子不仅对激子输运具有重要的作用，因为它可以阻止背散射，而且在光电子应用中可以实现量子相干控制。
2017-03-30 cond-mat.mes-hall
Spin Hall effect in spin-valley coupled monolayer transition-metal dichalcogenides
研究了过渡金属二硫属化物自旋谷耦合单层膜中的本征和非本征自旋霍尔效应。我们发现，而斜散射的贡献被抑制的大的带隙，侧跳的贡献是可比的标量和磁散射的存在下，具有相反的符号的固有的。谷间散射倾向于抑制由于相干性的损失而引起的侧跳贡献。通过调节谷内散射与谷间散射的比值，自旋霍尔电导率在空穴掺杂样品中显示出符号变化。研究了其它掺杂区的多带效应，发现在重空穴掺杂区存在符号变化，而在电子掺杂区不存在。
2013-09-19 cond-mat.mes-hall
Room Temperature Terahertz Electroabsorption Modulation by Excitons in Monolayer Transition Metal Dichalcogenides
非共振激光脉冲与单层过渡金属二硫族化物中激子的相互作用作为激子性质的谷选择性相干控制的一种途径正引起越来越多的关注。在这里，我们通过揭示单层MoS $_2$的激子共振上的强太赫兹场的影响来扩展已知的非共振现象的分类。我们观察到，太赫兹泵浦脉冲引起的激子的相干寿命的选择性修改，而保持其振子强度和峰值能量不变。我们合理化这些结果在理论上调用迄今未观察到的表现的Franz-Keldysh效应的激子共振。由于光吸收的调制深度在室温下达到0.05 dB/nm的值，我们的研究结果开辟了使用半导体过渡金属二硫属化物作为高速电吸收器件的紧凑和高效平台的道路。
2020-06-08 cond-mat.mes-hall
Exciton fine structure and spin decoherence in monolayers of transition metal dichalcogenides
本文研究了过渡金属二硫族化合物MoS $_2$的中性激子能谱精细结构及其自旋退相。考虑了机械激子与其宏观纵向电场的相互作用。用电动力学方法和$\mathbf k \cdot \mathbf p$微扰理论计算了纵向激子和横向激子之间的分裂。这种长程激子交换相互作用可以引起谷极化衰减。估计激子自旋退相时间在皮秒范围内，与现有的实验数据一致。
2014-03-01 cond-mat.mes-hall
Ab-initio studies of exciton $g$ factors: Monolayer transition metal dichalcogenides in magnetic fields
在过去的几十年里，磁场对半导体中的光吸收的影响已经被实验测量和理论建模用于各种系统。我们提出了一种新的第一性原理方法来系统地确定激子对磁场的响应，即激子$g$因子。通过利用$GW$ -Bethe-Salpeter方程方法，我们表明，$g$因子提取的电子带塞曼位移强烈重整化的多体效应，我们追溯到激子在倒易空间的程度。我们将我们的方法应用于过渡金属二硫属化物（MoS $_2$、MoSe $_2$、MoTe $_2$、WS $_2$和WSe $_2$）的单层，其中$g$因子被减弱约30%，所述单层具有强束缚激子。
2020-06-02 cond-mat.mes-hall
Friedel oscillations at the surfaces of rhombohedral $N$-layer graphene
菱形$N$层石墨烯的低能物理主要出现在外层，其中大部分π电子位于外层。他们的布洛赫能带结构定义了一个双带半金属;色散关系的尺度为$\pm q^{N}$与动量范数$q$在两个不等价的山谷附近。在本文中，我们解决的问题，通过位于材料的表面上或体内的局部杂质的弹性散射，并专注于量子干涉它诱导的两个外层。它是理解的一个$T$矩阵的方法，无论是数值和分析的框架中，无论杂质的大小，这使得现实的散射的描述。在菱形多层石墨烯中，杂质诱导总是衰减为$1/r$的弗里德尔振荡。因此，单层石墨烯是菱形类中唯一表现出$1/r^{2}$衰减弗里德尔振荡的材料。随后在动量空间中分析干涉图案。该分析使得单层石墨烯和多层石墨烯之间能够有明显的区别。它还表明，干涉图案揭示了整个布洛赫能带结构，并突出了堆叠在材料中的层数，以及表征半金属光谱中节点存在的$π$量化Berry相位。在实验上，当对悬浮的菱形$N$层石墨烯的表面处的局部态密度成像时，可以从扫描隧道显微镜探测这些特征。
2016-01-12 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
Weak localization in transition metal dichalcogenide monolayers and their heterostructures with graphene
计算了掺杂过渡金属二硫属化物（TMDC）单分子膜电导率的干扰修正。由于谷结构和固有自旋轨道耦合（SOC）之间的相互作用，这些材料表现出丰富的弱局域化（WL）行为，这与传统金属或类似的二维材料（如石墨烯）在性质上不同。我们的结果也可以用来描述石墨烯/TMDC异质结构，其中SOC是在石墨烯片中诱导的。我们讨论了新的参数制度，超越现有的理论，并可以用来解释最近的实验，以评估SOC和无序的强度。此外，我们表明，一个面内塞曼场可以用来区分不同种类的SOC的WL的磁导率的贡献。
2019-04-14 cond-mat.mes-hall
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
Edge states and spin-valley edge photocurrent in transition metal dichalcogenide monolayers
本文基于双能带${\bf kp}$ -哈密顿量的一般边界条件，发展了过渡金属二硫属化物单分子膜边缘态的解析理论。考虑到{ \it edge}自旋-轨道相互作用，我们发现边缘状态，在一般情况下，具有线性色散，这是由三个真正的唯象参数的边界条件。在没有边缘自旋轨道相互作用的情况下，边缘态由单个实参数描述，其符号决定它们的光谱是否与体隙相交。在前一种情况下，我们表明，由圆偏振光照明的结果在自旋和谷极化光电流沿边缘。边缘光电流的流动方向、自旋和谷偏振由照射光的圆偏振方向确定。
2017-12-21 cond-mat.mes-hall
Valley Edelstein Effect in Monolayer Transition Metal Dichalcogenides
在这项工作中，我们预测出现的谷Edelstein效应（VEE），这是一个电场诱导的自旋极化效应，在门控单层过渡金属二硫属化物（MTMD）。我们发现了一个非常规的谷依赖性响应，其中自旋极化平行于所施加的电场，相反的谷产生相反的自旋极化。这与传统的Edelstein效应形成鲜明对比，在传统的Edelstein效应中，诱导的自旋极化垂直于所施加的电场。我们确定VEE的起源为传统的Edelstein效应和谷依赖Berry曲率诱导的共存Rashba和Ising SOC门控MTMD的综合效应。实验方案来检测的VEE也被认为是。
2017-11-09 cond-mat.mes-hall
Thermally driven pure spin and valley current via anomalous Nernst effect in monolayer group-VI dichalcogenides
分析了单层MoS2和其他VI族二硫族化合物的自旋和谷相关的反常能斯特效应。我们发现，纯自旋和谷电流可以产生垂直于在这些二维材料的平面中所施加的热梯度。这种效应为自旋热电子学的应用提供了一个通用的平台。引入自旋电流纯度因子来量化这种效应。当时间反演对称性被破坏时，例如绝缘磁性基底上的二维材料，总能斯特系数出现下降峰特征。对于浸渍状态，它被发现，只有一个自旋和从一个谷的载流子被驱动的温度梯度。
2015-10-31 cond-mat.mes-hall
Tight-binding Piezoelectric Theory and Electromechanical Coupling Correlations for Transition Metal Dichalcogenide Monolayers
半导体过渡金属二硫属化物单分子膜（TMDMs）中反型对称性的缺乏使得相当大的分子水平的本征压电性成为可能，这为原子薄的压电电子学和光电子学开辟了前景。基于紧束缚理论和Berry相极化理论，我们建立了一个原子尺度的紧束缚理论，用于解释TMDM中的压电物理。利用TB压电理论，我们预测了它们的电子Grüneisen参数（EGP），该参数用于测量电子-声子耦合。借助所建立的解析压电模型，进一步揭示了电子对压电系数的贡献与应变诱导赝磁规范场（PMF）之间的相关性.这些预测的EGP和PMF的TMDMs的实验测试，因此TB压电模型是一个替代的理论框架计算电子-声子相互作用和PMF。
2018-04-09 cond-mat.mes-hall
Anomalous Hall effect in 2$H$-phase transition-metal dichalcogenide monolayers on ferromagnetic substrates
研究了过渡金属二硫属化合物2H-$MX_2$（$M$ = Mo，W，$X$ = S，Se，Te）单层膜在铁磁基底邻近效应下的反常霍尔效应.如果引入邻近诱导交换场，$K$和$K'$谷中的自旋极化能带向相反的方向移动，并且通过破坏时间反转对称性引起霍尔效应。诱导的霍尔效应在具有大的本征自旋分裂的价带中最为突出。此外，我们发现，从垂直方向倾斜的磁化引起的霍尔电导率只在电子侧的敏感变化，这是由于混合的Berry相的面内场在近简并导带。
2017-08-09 cond-mat.mes-hall
Boundary conditions for transition-metal dichalcogenide monolayers in the continuum model
我们推导出的边界条件为钼$_2$和类似的过渡金属二硫属化物蜂窝（2 H多型）单层相同类型的$\mathbf{k}\!\cdot\!\mathbf{p}$哈密顿量内连续模型的K点。在有效的2带描述中，电子-空穴对称性破缺的二次项也被考虑在内。我们建模的边缘与线性边缘约束的方法，以前已经应用到石墨烯的效果。主要集中在锯齿形的边缘，我们发现，不同的重建几何与不同的边缘原子一般可以描述一个标量参数之间变化0和$2π$。我们特别分析了MoS $_2$中的边缘态及其色散关系，并发现与以前的各种边缘类型的密度泛函理论计算结果吻合得很好.
2016-01-18 cond-mat.mes-hall
The edge delamination of monolayer transition metal dichalcogenides
薄膜从支撑衬底的分层是薄膜工业和技术中的关键问题。新兴的二维材料、原子层状材料，如过渡金属二硫属化合物，由于其高度柔性，极易产生褶皱和褶皱，对材料的物理性能产生重要影响。本文介绍了一种由化学气相沉积法合成的过渡金属二硫属化合物单层材料的边缘层离基体而引起的图案化屈曲行为，主要是由于热膨胀失配引起的。原子力显微镜和光学表征清楚地显示了与应变相关的褶皱结构，而透射电子显微镜显示了特殊的锯齿形边缘结构，打破了六方样品屈曲行为的几何对称性。这种边缘分层的条件符合断裂理论。这种边缘分层过程和屈曲的合成是普遍的大多数的非线性二维材料，这是绝对值得注意的，在其未来的应用。
2017-06-15 cond-mat.mes-hall
Intrinsic Transport Properties of Electrons and Holes in Monolayer Transition Metal Dichalcogenides
基于密度泛函理论研究了单层过渡金属二硫族化合物MX $_2$（M=Mo，W; X=S，Se）中的内禀电子-声子和空穴-声子相互作用.由于它们的结构相似性，所有四种材料表现出定性可比的散射特性，其中声学声子在K点处的导带和价带极值附近起主导作用。然而，大量的差异被观察到定量导致不同的结果中的传输特性。考虑，WS $_2$提供了最好的性能为电子和空穴具有高迁移率和饱和速度在全带Monte Carlo分析的玻尔兹曼输运方程。还发现，单层MX $_2$晶体与MoSe $_2$除外，一般显示空穴迁移率相当或甚至大于体硅在室温下的值，这表明在p型器件中的潜在机会。分析扩展到估计有效的变形势常数的简化处理以及。
2014-06-18 cond-mat.mes-hall
Minimal d-Band Model for the Optical Susceptibility of Non-Centrosymmetric Monolayer Transition Metal Dichalcogenides
Independent researcher
利用Bloch带中主要d轨道成分，通过仅包含三个能带的最小模型，精确计算了非中心对称单层过渡金属二硫族化物的线性和二次光学响应，并复现了第一性原理计算结果。
2026-06-02 cond-mat.mes-hall
Correction of exciton binding energy in monolayer transition metal dichalcogenides
利用线性算符结合Lee-Low-Pines变分法，在Fr $\ddot{o}$ hlich相互作用模型下，研究了单层过渡金属二硫属化物（TMD）中激子-光学声子耦合对激子结合能的修正.我们不仅考虑了激子与本征纵光学（LO）声子模的耦合，而且考虑了由TMD下面的极性衬底诱导的表面光学声子模。我们发现激子结合能在很大程度上由于激子-光学声子耦合而得到修正。讨论了激子结合能与光学声子模截止波矢、材料极化参数以及极性衬底与TMD层间距离的关系。这些结果为TMD中激子结合能的实验与理论偏差提供了可能的解释。
2017-01-03 cond-mat.mes-hall
Spin-Degenerate Regimes for Single Quantum Dots in Transition Metal Dichalcogenide Monolayers
过渡金属二硫属化物（TMDC）单层中强的自旋-轨道耦合导致在$K$和$K'$谷附近的自旋可分辨的能带结构，使得在零场中TMDC单层中的二维量子点（QD）的本征基由Kramers对$|0\rangle_-=|K'\uparrow\rangle$、$|1\rangle_-=|K\downarrow\rangle$和$|0\rangle_+=|K\uparrow\rangle$、$|1\rangle_+=|K'\downarrow\rangle$描述。强的自旋-轨道耦合限制了单个TMDC量子点作为自旋量子比特的有用性。自旋简并态的可能制度，克服单层TMDC量子点中的自旋-轨道耦合的研究在零场，其中自旋和谷自由度成为四倍简并，并在一些磁场，本地化到一个给定的谷的两倍简并。这样的制度被证明是可实现的MoS $_{2}$，其中的自旋轨道耦合是足够低的和正确的符号，使得自旋分辨导带相交点周围的$K$和$K'$谷，并因此可以通过选择合适的临界点半径。
2018-04-24 cond-mat.mes-hall
Ultrafast exciton relaxation in monolayer transition metal dichalcogenides
我们研究了一种机制，激子进行超快弛豫在常见的单层过渡金属dichalcogenides。结果表明，在密度为$\approx$ 1 $\times$ 10 $^{11}$ cm $^{-2}$和温度为$ \le 60$ K时，在已知的单分子膜（MoS $_2$，MoSe $_2$，WS $_2$和WSe $_2$）中激子以点状无结构电子空穴准粒子的形式存在.我们评估激子能量弛豫的平均速率，由于声学声子通过变形势和压电耦合机制，并检查激子波函数的传播到垂直于单层平面的区域的效果。结果表明，激子弛豫速率随激子温度的升高而增大，随晶格温度的升高而减小。当计算外推到室温时，与现有的实验数据得到了很好的协议。一个统一的方法，考虑到变形势和压电耦合机制表明，激子弛豫引起的声子是显着的缺陷辅助散射和捕获激子的表面态在单层过渡金属二硫属化物。
2016-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory of the Coherent Response of Magneto-Excitons and Magneto-Biexcitons in Monolayer Transition Metal Dichalcogenides
近年来，高质量的、电荷中性的单层过渡金属双硫族化合物在均匀极限下具有窄的激子线宽，为研究激子多体相互作用提供了一个理想的平台。特别是，操纵相干激子-激子相互作用的可能性，管理超快的非线性光学响应，通过施加外部磁场尚未考虑到目前为止。我们解决这个矛盾，提出了一个非线性微观理论的相干限制光激发在存在的平面外，平面内，和倾斜的磁场。具体而言，我们探讨了磁场诱导的激子和双激子精细结构，并计算其振子强度的基础上的海森堡运动方程的形式主义。我们的泵浦探测光谱的微观评价允许解释和预测相干签名在未来的波混合实验。
2020-09-18 cond-mat.mes-hall
Probing the spin-polarized electronic band structure in monolayer transition metal dichalcogenides by optical spectroscopy
在双栅场效应器件上，利用光反射谱和光致发光谱研究了单层WSe_2和MoSe_2布里渊区K/K'谷的电子能带结构。我们的实验揭示了不同的自旋极化在这些化合物的导带的A和B激子共振的掺杂依赖性的系统研究。最高能量价带和最低能量导带中的电子在单层WSe 2中具有反平行自旋，而在单层MoSe 2中具有平行自旋。价带的自旋劈裂为几百meV，导带的自旋劈裂为几十meV，这与第一性原理计算的结果吻合得很好.这些值还表明，n型和p型WSe 2和MoSe 2都可以与基于自旋和谷的应用相关
2017-02-18 cond-mat.mes-hall
Intrinsic Exciton Linewidth in Monolayer Transition Metal Dichalcogenides
单层过渡金属二硫属化物的特征在于库仑束缚的电子-空穴对（激子），其具有异常大的结合能以及耦合的自旋和谷自由度。这些独特的属性已被用于原子薄光电子学和谷电子学的激子的电学和光学控制。这些技术的发展依赖于对激子基本性质的理解和量化。一个关键参数是本征激子均匀线宽，它反映了系统（激子）和浴（真空和其他准粒子）相互作用产生的不可逆量子耗散。使用光学相干二维光谱，我们提供了第一个实验测定的激子均匀线宽在单层过渡金属dichalcogenides，特别是钨二硒化物（WSe 2）。激子-激子相互作用和激子-声子相互作用在量子退相干中的作用是通过对激子密度和温度依赖的线宽测量来揭示的。剩余的均匀线宽外推到零密度和温度是~1.5毫电子伏，放置在激子辐射寿命的下限约为0.2 ps。在这项工作中提出的激子量子退相干机制，预计将普遍存在于原子薄的半导体。
2014-10-12 cond-mat.mes-hall
