Positive Quantum Magnetoresistance in Tilted Magnetic Field
研究了在倾斜磁场中GaAs量子阱中高自由度电子的输运性质。在垂直于二维层的磁场中观察到量子正磁阻效应。面内磁场的应用产生QPMR的急剧降低。这种减少强烈相关的Shubnikov de Haas电阻振荡的幅度的减少，由于通过增强塞曼分裂的电子光谱的修改。令人惊讶的是，当塞曼能量超过回旋能量的一半时，没有检测到光谱的量子化，这表明电子动力学的突然转变。所观察到的角演化QPMR意味着自旋子带之间的强混合。理论计算表明，在高填充因子下，杂质的弹性散射对GaAs量子阱中的自旋混合有重要贡献.
2016-11-27 cond-mat.mes-hall
Excitonic instability in transition metal dichalcogenides
当过渡金属二硫属化物单分子膜缺乏反转对称性时，其低能单粒子能谱可用倾斜的质量狄拉克哈密顿量来描述。所谓的Janus材料就属于这一类。反转对称性也可以通过施加面外电场或仅仅通过衬底的存在而被破坏。在这里，我们探讨的TMDC单分子膜中的激子缺乏反转对称性的属性。我们发现，激子结合能可以大于电子带隙，使这样的材料有希望的候选人主机难以捉摸的激子绝缘体相。我们还研究了激子对它们的光学电导率的贡献，并讨论了相关的光学选择规则。
2022-06-07 cond-mat.mes-hall
Induced Zeeman effect of moiré surface states in topological insulators
本文研究拓扑绝缘体表面摩尔超晶格对朗道能级的影响，发现磁场轨道效应可诱导额外塞曼项，使原本与磁场无关的第零朗道能级被面外磁场倾斜。
2025-07-07 cond-mat.mes-hall
Large spin relaxation anisotropy and valley-Zeeman spin-orbit coupling in WSe2/Gr/hBN heterostructures
大的自旋-轨道邻近效应已经在与过渡金属二硫属化物层界面的石墨烯中被预测。尽管在大载流子密度下发现了增强的自旋轨道耦合的明确证据，但自旋轨道耦合的类型及其弛豫机制仍然未知。我们第一次表明，增加自旋轨道耦合接近石墨烯中的电荷中性点，拓扑状态预计会出现。发现封装在过渡金属二硫属化物WSe $_2$和hBN之间的单层石墨烯表现出优异的质量，迁移率高达100000 cm ^2/V/s。同时，明显的弱反局域化表明了强的自旋-轨道耦合，并发现了由于对称自旋-轨道耦合的存在而导致的大的自旋弛豫各向异性，掺杂相关的测量表明面内自旋的自旋弛豫主要由valley-Zeeman自旋-轨道耦合控制，而内禀自旋-轨道耦合在自旋弛豫中起次要作用.强自旋-谷耦合为探索石墨烯中的自旋和谷自由度提供了新的可能性，实现了自旋操纵的新概念。
2017-12-18 cond-mat.mes-hall
Contrasting Behavior of the 5/2 and 7/3 Fractional Quantum Hall Effect in a Tilted Field
利用倾斜场几何，研究了面内磁场对偶数分母nu = 5/2分数量子霍尔态的影响.当面内磁场大于~0.5 T时，nu = 5/2态的能隙线性坍缩。相比之下，对于nu = 7/3状态，观察到带隙的强烈增强。从根本上不同的倾斜场的行为之间的两个状态进行了讨论，在塞曼和磁轨道耦合的范围内提出的摩尔-里德pfetran波函数的5/2分数量子霍尔效应。
2008-10-01 cond-mat.mes-hall
Zeeman spectroscopy of excitons and hybridization of electronic states in few-layer WSe$_2$, MoSe$_2$ and MoTe$_2$
半导体过渡金属二硫属化物（TMDC）的单层和多层膜提供了一个理想的平台，探索谷选择性物理与谷电子学和信息处理的有前途的应用。在这里，我们操纵的能量简并的$\mathrm{K}^+$和$\mathrm{K}^-$谷在几层TMDC。我们进行高场磁反射光谱的WSe $_2$，MoSe $_2$，和MoTe $_2$晶体的厚度从单层到批量限制下的磁场高达30 T垂直于样品平面。由于强的自旋层锁定，基态A激子表现出具有负$g$因子的单层状谷塞曼分裂，当晶体从体变薄到单层时，其幅度单调增加。使用$\mathbf{k\cdot p}$计算，我们表明，所观察到的不同材料的$g$ -因子的演变很好地占电子状态的杂化在$\mathrm{K}^+$和$\mathrm{K}^-$谷。随着层间相互作用的增加，由层间相互作用引起的价带和导带态的混合会降低$g$因子的大小。MoTe $_2$的影响最大，其次是MoSe $_2$，WSe $_2$的影响最小。关键词：MoSe $_2$，WSe $_2$，MoTe $_2$，谷塞曼分裂，过渡金属二硫族化合物，激子，磁光学。
2018-11-19 cond-mat.mes-hall
Persistent spin splitting of a two-dimensional electron gas in tilted magnetic fields
通过改变外加磁场相对于二维电子气法线的方向，化学势和比热揭示了在所有磁场范围内持续的自旋分裂。热力学量的相应形状区分Rashba自旋轨道相互作用RSOI，塞曼项或两者都占主导地位的分裂。磁场的倾斜和RSOI的相互作用导致了弱场下的放大分裂。改变RSOI强度和朗道能级展宽的影响也进行了研究。
2012-01-21 cond-mat.mes-hall
Canted antiferromagnetic phase in a double quantum well in a tilted quantizing magnetic field
利用电容谱研究了倾斜磁场中填充因子为$ν=2$的抛物量子阱中的双层电子系统。两个基态之间的竞争被发现在塞曼分裂明显小于双反对称分裂。虽然在过渡点的系统分裂成两个竞争状态的域，激活能原来是有限的，标志着一个新的绝缘体-绝缘体量子相变的发生。我们解释所获得的结果在预测的倾斜反铁磁相。
1999-12-08 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
Signatures of Bloch-band geometry on excitons: non-hydrogenic spectra in transition metal dichalcogenides
固体中电子能带的几何形状可以极大地改变单粒子电荷和自旋输运。我们在这里表明，集体光学激发所产生的库仑相互作用也表现出独特的签名的Berry曲率和量子几何张量。非零的贝里曲率混合并提升了$l \neq 0$态的简并度，导致了轨道塞曼效应的时间反演对称模拟。量子几何张量，另一方面，导致$l$依赖的激子状态，这是类似于兰姆位移的位移。我们的研究结果提供了一个解释的非氢激子光谱最近计算的过渡金属二硫属化物。在数值上，我们发现了Berry曲率诱导的分裂$\sim 10$毫电子伏之间的$2p_x \pm i2p_y$状态的WSe $_2$。
2015-07-14 cond-mat.mes-hall
Electrical control of the Zeeman spin splitting in two-dimensional hole systems
具有强自旋轨道耦合的半导体空穴允许全电自旋控制，具有从自旋电子学到量子计算的广泛应用。利用GaAs量子阱中的二维空穴系统，我们证明了一种通过改变空穴波矢$k$来电控制塞曼分裂的新机制。我们发现平面内$g-$因子$g_{\parallel}(k)$增强了三倍。我们介绍了一种新的方法，用于量化的塞曼分裂的磁阻测量，因为传统的倾斜场的方法失败的二维系统具有较强的自旋轨道耦合。最后，我们证明了在低磁场下，Rashba自旋轨道相互作用抑制了面内塞曼相互作用。用电场控制塞曼分裂的能力为未来基于量子自旋的设备开辟了新的可能性，操纵非阿贝尔几何相位，并在$p-$型超导体系统中实现Majorana系统。
2018-06-28 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
Quenching of the DOS beats in a two-dimensional electron gas in tilted magnetic fields
考虑了倾斜磁场作用下的二维电子气的Rashba自旋轨道相互作用和塞曼效应。假设相邻朗道能级的两个相反自旋态的几率相等，得到了本征值的精确解。没有相邻的本征能量之间的交叉观察到不同的在双磁场的情况下。交叉的缺乏导致猝灭拍结构的态密度（DOS）的振荡。在弱磁场区观察到持续的自旋劈裂。然而，分裂，可以有效地屏蔽增加朗道能级加宽。这些结果揭示了如何通过Rashba相互作用强度、无序相关的展宽和磁场倾斜角来控制自旋。
2012-02-21 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
The valley Zeeman effect in inter- and intra-valley trions in monolayer WSe$_2$
单层过渡金属二硫属化物（TMD）利用电子自旋和谷赝自旋的组合，为未来的信息处理应用提供了巨大的希望。这种独特的自旋系统导致观察到谷塞曼效应的中性和带电激子共振下施加磁场。然而，报道的三离子谷塞曼分裂值在研究中仍然高度不一致。在这里，我们利用高品质的hBN封装单层WSe $_2$，使谷间和谷内trion光致发光的同时测量。我们发现每个trion态的谷塞曼分裂只能用三个不同的g因子的组合来描述，一个来自激子样的谷塞曼效应，另外两个是trion特异的，与过量电子的反冲有关的g因子。这个复杂的图像明显超出了中性激子的谷塞曼效应，并且消除了围绕钨基TMD单层中的Trions的磁光响应的不确定性。
2018-11-21 cond-mat.mes-hall
Intrinsic in-plane magnetononlinear Hall effect in tilted Weyl semimetals
本文基于扩展半经典理论提出面内磁非线性霍尔效应（IMHE），揭示外尔锥倾斜是触发该效应的关键，且其不依赖手性反常，为相关实验检测提供了理论指导。
2024-02-16 cond-mat.mes-hall
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
Superconducting states and Majorana modes in transition-metal dichalcogenides under inhomogeneous strain
本文研究了非均匀应变对过渡金属二硫族化合物的影响。研究发现，通过调节化学势，超导性可以保持在应变诱导的离散伪朗道能级（LLs），这引入了有趣的拓扑性质，这些系统。正如我们所示，整数填充的超导性是量子临界的，量子临界耦合强度由最接近费米能级的两个LL之间的间距决定。对于部分填充，超导能隙与耦合强度成线性关系，并且当化学势从每个LL的中间移开时，超导能隙迅速减小。在塞曼场的存在下，一对马约拉纳模式同时出现在两个山谷的应变dichalcogenides。当谷对称性被进一步破坏，一个单一的马约拉纳模式可以预期出现在边缘的应变单层dichalcogenides。
2019-01-30 cond-mat.mes-hall
Twist-angle dependence of the proximity spin-orbit coupling in graphene on transition-metal dichalcogenides
本文从理论上研究了以任意扭转角堆叠的过渡金属二硫属化合物单层石墨烯中的邻近自旋轨道耦合。我们发现，相对旋转极大地增强了石墨烯的自旋分裂，通常是非旋转几何结构的几倍到十倍，并且在$20^\circ$周围实现了最大分裂。通过旋转，诱导SOC可以从Zeeman型转变为Rashba型。自旋分裂对栅极诱导电势也非常敏感，当石墨烯的狄拉克点向TMDC带移动时，自旋分裂急剧上升。该理论方法不需要精确的晶格匹配，适用于任何无公度双层体系。这对于各种范德华邻近效应的扭角工程是有用的。
2019-01-21 cond-mat.mes-hall
Optical properties of atomically thin transition metal dichalcogenides: Observations and puzzles
本文综述了过渡金属二硫族化合物半导体单层和多层光学性质的最新研究结果。实验观察和现有模型的框架中进行了讨论，突出了我们在这一新兴研究领域的理解的局限性。我们首先介绍了这些系统的代表性能带结构和它们的带间光跃迁。外部磁场的影响，然后被认为是讨论塞曼光谱和光泵浦实验，都揭示了谷自由度相关的现象。最后，我们讨论了在不同类型的层状材料，包括宽带隙六方氮化硼单光子发射器的观察。在讨论这些主题时，我们试图把重点放在开放性问题和实验观察上，这些问题还没有一个明确的解释。
2016-12-18 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit effects in GaAs quantum wells: Interplay between Rashba, Dresselhaus, and Zeeman interactions
通过精确的汉密尔顿解析解，研究了受外磁场作用的量子阱中Rashba、Dresselhaus和Zeeman相互作用之间的相互作用，其中包括求和规则方法中的电子-电子相互作用。这个解决方案允许讨论的自旋轨道耦合的影响，在量子阱上的非弹性光散射和电子自旋共振实验中测得的一些相关的量。特别是，我们已经评估了自旋轨道贡献的自旋分裂的朗道水平和分裂的电荷和自旋密度激发。我们还讨论了当外加磁场相对于垂直于量子阱的方向倾斜时自旋轨道效应的变化。
2006-05-08 cond-mat.mes-hall
Twist-angle dependent proximity induced spin-orbit coupling in graphene/transition-metal dichalcogenide heterostructures
本文用第一性原理计算研究扭转石墨烯/TMDC异质结构，通过应变线性关系和补偿电场提取不同扭转角下的 valley-Zeeman 与 Rashba 邻近自旋轨道耦合。
2023-06-02 cond-mat.mes-hall
Optical control of valley Zeeman effect through many-exciton interactions
二维过渡金属二硫属化物（TMD）（例如WSe $_2$）中的电荷载流子将其自旋和谷赝自旋锁定到光学可寻址索引中，所述光学可寻址索引被提出作为未来信息处理的基础。该自旋谷指数的操纵需要调谐其能量，通常通过外部磁场（B），这是麻烦的。因此，需要其他有效的途径，如自旋谷指数的全光学控制。在这里，我们表明，WSe $_2$ /MoSe $_2$异质双层的层间激子之间的多体相互作用诱导对应于B $\sim$ 6特斯拉的稳态谷塞曼分裂。这种异常分裂，目前在入射功率低至$μ$ Ws，增加与功率和增强，抑制，甚至翻转的B诱导分裂的迹象。此外，谷塞曼分裂的$\it{g}$因子可以通过$\sim$ 30 $\%$利用入射功率来调谐。除了valleytronics，我们的研究结果是相关的实现光学非互易性使用二维材料。
2020-06-04 cond-mat.mes-hall
SQUID pattern disruption in transition metal dichalcogenide Josephson junctions due to non-parabolic dispersion of the edge states
本文从理论上研究了以过渡金属二硫族化物之字形带为弱连接的约瑟夫森结。我们证明，边缘模式携带的超电流的空间分布决定了临界电流对垂直磁场的依赖性。我们探讨了这一发现，并分析了塞曼相互作用和轨道效应的磁场上的Andreev束缚态能量的影响。我们发现，自旋相反的边缘模式的费米速度的不相等导致的Andreev束缚态在磁场的存在下的异常移动。这表现在SQUID临界电流振荡的一个明显的修改时，两个相对的边缘的带是导电的，可以利用，以揭示在一个单一的约瑟夫森结设备中的Andreev束缚态的异常相移。
2020-10-19 cond-mat.mes-hall
Lifting of the Landau level degeneracy in graphene devices in a tilted magnetic field
我们报告了石墨烯器件在高达30 T的磁场中的输运和电容测量。在这两种技术中，我们观察到的朗道能级的完全分裂，我们采用倾斜场实验来解决所观察到的对称性破缺状态的起源。在最低能级，自旋简并被删除填充因子$ν=\pm1$，我们观察到一个增强的能隙。在较高的水平，谷简并被删除在奇数填充因子，而自旋极化态形成在偶数$ν$。虽然奇数填充因子在较高的水平点的分裂的自发起源的观察，我们发现，在$ν= -4,-8$，和$-12$的间隙的主要贡献是由于塞曼能量。
2015-11-26 cond-mat.mes-hall
Manipulation of Spin Transport in Graphene/Transition Metal Dichalcogenide Heterobilayers upon Twisting
邻近效应是二维材料奇异现象和技术应用的支柱之一。然而，相互作用的性质强烈地依赖于所涉及的材料、它们的晶体对称性和界面性质。在这里，我们使用大规模的第一性原理计算来证明应变和扭转角是有效的旋钮，以定制石墨烯过渡金属二硫属化物异质双层中的自旋-轨道耦合。我们发现，通过选择30度的扭转角，自旋弛豫时间增加了两个数量级，打开了一条路径，以提高这些异质结构的自旋输运能力。此外，我们证明，应变和扭转角将修改valley-Zeeman和Rashba自旋轨道耦合的相对值，允许调整到一个理想的Dirac-Rashba制度的系统。这些结果使我们能够设想在不同的实验中发现的自旋-轨道耦合的可变性的答案，并具有显着的后果依赖于多晶性，其中晶粒形成在不同的取向的应用程序。
2021-08-27 cond-mat.mes-hall
Effect of tilted magnetic field on magnetosubbands and conductance of bi-layer quantum wire
对InAlAs/InGaAs和AlGaAs/GaAs异质结垂直双层半导体纳米线中的单电子磁输运进行了理论研究。该磁场平行地指向量子线的主（传输）轴，并且磁场的两个非零分量（即横向分量和垂直分量）允许分别改变层内和层间子带混合的幅度。我们详细分析了在生长方向上对称和非对称约束势下，高达几特斯拉的强倾斜磁场对能量色散关系E（k）的影响。这些计算的能量色散关系随后被用来表明，双层纳米线的电导值可以跳跃，以及由几个电导量子的下降时，费米能量的变化，结合自旋塞曼效应可以给出一个适度的自旋极化电流。
2016-01-15 cond-mat.mes-hall
Berry phase and Rashba fields in quantum rings in tilted magnetic field
我们研究了外加磁场的不同取向以及结构不对称性对量子环系统本征态特征的相互作用。我们使用一个近解析模型描述的量子环，它允许一个彻底的研究椭圆变形和它们的影响，自旋内容和Berry相位的不同量子态。反磁位移和塞曼相互作用与Rashba自旋轨道相互作用竞争，由限制不对称性和外部电场引起，以改变不同状态的自旋纹理。光滑变化的Berry相位观察到对称量子环作为施加磁场的函数。有趣的是，我们发现，不对称诱导非平凡的Berry相位，这表明在现实结构中的缺陷将有利于观察几何相位。
2015-04-14 cond-mat.mes-hall
Measurement of Conduction and Valence Bands g-factors in a Transition Metal Dichalcogenide Monolayer
在磁场中进行的光学和输运测量中，可以操纵单层过渡金属二硫属化物中的电子谷和自旋自由度。确定塞曼分裂的关键参数，即电子和空穴g因子的单独贡献，在大多数测量中是不可访问的。在这里，我们提出了一个原始的方法，使访问的导带和价带的测量塞曼分裂的各自的贡献。它利用了激子复合物的光学选择规则，特别是涉及谷间声子的规则，避免了在传输实验中损害单粒子g因子确定的强重整化效应。这些研究产生了一个直接确定的单带g因子。我们测量gc1= 0.86，gc2=3.84的底部（顶部）的导带和gv=6.1的单层WSe 2的价带。这些测量有助于对在磁场中进行的光学和输运测量进行定量解释。此外，测量的g因子是用于优化这些2D材料的能带结构计算的有价值的输入参数。
2020-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Composite Fermion States around 2D Hole Landau Level Filling Factor 3/2 in Tilted Magnetic Fields
在倾斜磁场下对一系列掺C（001）AlGaAs/GaAs/AlGaAs二维空穴样品进行了输运测量。由于大的g因子，塞曼能量是大的并且与这些样品中的回旋能量相当。另一方面，发现面内分量g//很小，倾斜磁场的作用主要是增加空穴的有效质量。研究了朗道能级（LL）填充因子为3/2附近复合费米子态的自旋跃迁。我们发现ν = 4/3态经历了部分到完全的自旋极化转变，与电子样品的模式一致.此外，在很大的倾斜角下，在ν = 3/2处出现高阻相。我们解释这两种现象的结果，主要是由轨道效应驱动的LL交叉。在这些系统中，自旋自由度在ν = 3/2附近的α-H态中所起的作用将被讨论。
2016-07-26 cond-mat.mes-hall
Quantum Valley Hall Effect and Perfect Valley Filter Based on Photonic Analogs of Transitional Metal Dichalcogenides
我们认为理论上交错蜂窝晶格的光子，可以被看作是光子类似物的过渡金属二硫属化物（TMD）单层。我们提出了一个简单的实现光子量子谷霍尔效应（QVHE）之间的界面上的两个TMD模拟与相反的交错的每一边。这导致谷偏振传播模式的形成，其存在依赖于谷陈数之间的差异，这是一个$\mathbb{Z}_2$拓扑不变量。我们表明，基于TE和TM光子模式之间的能量分裂的光子自旋轨道耦合的大小允许控制这些接口模式的数量和传播方向。最后，我们考虑了在非零塞曼场作用下，交错晶格和规则蜂窝晶格之间的界面，从而表现出量子反常霍尔效应（QAHE）。在这种情况下，QAHE的拓扑保护的单向模式变为谷极化，并且系统表现为完美的谷滤波器。
2017-03-15 cond-mat.mes-hall
Orbital, spin and valley contributions to Zeeman splitting of excitonic resonances in MoSe$_2$, WSe$_2$ and WS$_2$ monolayers
我们提出了一个全面的光学研究的激子塞曼效应在过渡金属二硫属化物单分子膜，这是讨论比较选定的材料：MoSe $_2$，WSe $_2$和WS $_2$。我们引入一个简单的半唯象描述的磁场演化的基本子带中的单个电子态考虑三个附加组件：谷，自旋和轨道项。我们证实了所提出的描述的有效性，通过检查塞曼分裂的中性和带电的激子共振吸收型光谱。所有三项的值都是根据实验数据估计的，证明了谷项对于一致描述光学共振（特别是对应于带电状态的共振）的磁场演化的重要性。所建立的模型进一步利用磁致发光数据的讨论。我们提出了一个解释所观察到的大g-因子值的低能量发射线，由于所谓的绑定/本地化的激子在钨基化合物中，基于暗激子态的增亮机制。
2018-03-01 cond-mat.mes-hall
Spin-flip processes and radiative decay of dark intravalley excitons in transition metal dichalcogenide monolayers
本文对过渡金属二硫属化物单分子膜中暗谷内激子的辐射衰减进行了理论研究。这种衰变必然涉及电子自旋翻转。由于垂直于单层平面的带间自旋翻转偶极矩的固有衰减机制，给出了比亮激子的衰减速率小约100- 1000倍的衰减速率。然而，我们发现，这种机制也引入了一个能量分裂，由于本地场效应，和整个振子强度包含在较高的能量分量，而最低能量的状态仍然是黑暗的，需要一个外在的自旋翻转机制的衰减。由于垂直电场或电介质衬底的Rashba效应，给出了可忽略的辐射衰减速率（比亮激子的辐射衰减速率慢约$10^7$倍）。在足够强的面内磁场中，由于塞曼效应引起的自旋翻转可以给出与由于本征带间自旋翻转偶极子引起的衰减速率相当的衰减速率。
2019-03-18 cond-mat.mes-hall
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
Disorder effect of resonant spin Hall effect in a tilted magnetic field
研究了倾斜磁场作用下二维Rashba耦合电子系统中共振自旋霍尔效应的无序效应。Rashba耦合和Zeeman耦合之间的竞争导致朗道能级的能量交叉，从而产生共振自旋霍尔效应。利用自洽玻恩近似下的Streda公式，我们发现杂质散射使能级展宽，共振自旋霍尔电导在共振点附近出现双峰，在外加倾斜磁场下，该峰恢复.
2009-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Observation of Valley Zeeman and Quantum Hall Effects at Q Valley of Few-Layer Transition Metal Disulfides
在少层（FL）过渡金属二硫属化物（TMDC）中，在层间相互作用的存在下，沿γ-K方向的导带能量向下移动，形成与三重旋转对称性和时间反演对称性相关的六个Q谷。在偶数层中，额外的反转对称性要求所有的状态都是Kramers简并的，而在奇数层中，固有的反转不对称性决定了Q谷是自旋谷耦合的。在这封信中，我们报告的传输特性的突出Shubnikov-de Hass（SdH）振荡的Q谷电子在FL过渡金属二硫化物（TMD），以及第一量子霍尔效应（QHE）在TMDC。我们的器件在低温下表现出双极场效应迁移率（FL WS 2约为16，000 cm 2 V-1 s-1，FL MoS 2约为10，500 cm 2 V-1 s-1）。在SdH振荡中，我们普遍观察到在所有奇数层TMD器件中的谷塞曼效应和在所有偶数层TMD器件中的自旋塞曼效应。
2015-10-31 cond-mat.mes-hall
Valley Zeeman Effect in Elementary Optical Excitations of a Monolayer WSe2
诸如WSe $_2$的过渡金属二硫属化物（TMD）的单层是二维（2D）直接带隙谷半导体，其具有反转对称性破缺的有效蜂窝晶格结构。布里渊区中的不等价谷可以使用圆偏振光场选择性地解决，这表明磁光测量和操纵谷赝自旋自由度的可能性。在这里，我们报告这样的实验，证明谷塞曼效应-强烈各向异性提升的简并的谷赝自旋自由度使用外部磁场。虽然使用激子跃迁测量的谷分裂与导带和价带轨道磁矩的差异是一致的，但trion跃迁表现出意想不到的大谷塞曼效应，这无法使用独立的电子-空穴图片来理解。相反，我们找到了一个解释，使用最近预测的大Berry曲率和相关的磁矩的电子-空穴交换相互作用修改trion色散。我们的结果提高了在单层TMD中观察到光激发诱导的谷霍尔效应或在微腔中观察到光子与trion激发强耦合的拓扑态的可能性。
2014-07-09 cond-mat.mes-hall
Spin-Orbit Interaction Induced in Graphene by Transition-Metal Dichalcogenides
本文系统地研究了过渡金属二硫族化合物（TMD）对石墨烯中自旋轨道相互作用（SOI）的增强作用。接近于不同TMD（单层和体WSe $_2$、WS $_2$和单层MoS $_2$）的石墨烯的低温磁致自旋测量都表现出弱的反定域峰，这是石墨烯中诱导的强SOI的特征。不同的材料和厚度的诱导SOI的幅度是不同的，我们发现单层WSe $_2$和WS $_2$可以诱导更强的SOI比体材料和单层MoS $_2$。前者的自旋-轨道（SO）散射强度达到$\sim$ 10 meV，而后者大约为1 meV或更小。我们还详细讨论了诱导SOI的对称性和类型，特别着重于通过主导自旋弛豫机制识别本征SOI和谷塞曼（VZ）SOI。我们的研究结果提供了在石墨烯中实现量子自旋霍尔（QSH）状态的可能性。
2019-02-19 cond-mat.mes-hall
Giant Zeeman splitting inducing near-unity valley polarization in van der Waals heterostructures
半导体过渡金属二硫属化物的单层表现出有趣的基础物理学的强耦合自旋和谷自由度的载流子。虽然利用这些特性进行信息处理的可能性刺激了对谷电子学概念的协同研究活动，但在单个单层中保持对自旋谷极化的控制被证明具有挑战性。一个有前途的替代路线探讨人工范德华异质结构中的II型能带排列。层间激子的形成结合了长载流子寿命和自旋谷锁定的优点。在这里，我们展示了直接磁操纵谷极化的WSe 2/MoSe 2异质结通过巨大的谷塞曼分裂层间过渡。值得注意的是，即使在非选择性注入后，所观察到的$g$因子与$-15$一样大，在磁场下诱导具有100 ns寿命的长寿命激子的接近统一的极化。对自旋谷物理的控制突出了新颖的人工设计的材料系统的特殊方面，以及它们对原子薄谷电子器件的承诺。
2017-04-07 cond-mat.mes-hall
Twist- and gate-tunable proximity spin-orbit coupling, spin relaxation anisotropy, and charge-to-spin conversion in heterostructures of graphene and transition-metal dichalcogenides
本研究基于DFT方法揭示了石墨烯/TMDC异质结构中邻近自旋轨道耦合的扭曲角与栅极可调性，并计算出高达10^4的自旋寿命各向异性及扭曲可调的电荷-自旋转换效率。
2023-10-27 cond-mat.mes-hall
Interplay of valley polarization and dynamic nuclear polarization in 2D transition metal dichalcogenides
本文揭示了TMDs中超精细相互作用通过自旋谷电流产生动态核极化并反馈饱和极化的机制，提出了通过反常霍尔电流检测该效应的实验方案。
2017-08-25 cond-mat.mes-hall
Zeeman splitting of interacting two-dimensional electrons with two effective masses
我们实现了AlAs二维电子系统，其中电子占据具有不同费米轮廓和有效质量的导带谷。在量子霍尔制度，我们观察到电阻率尖峰和持久的差距之间的朗道水平起源于这两个山谷的交叉点。从倾斜磁场中尖峰的位置和远离交叉点的能隙的测量中，我们发现，在占据少数谷之后，自旋磁化率迅速下降，并且电子具有{ \it single}相互作用增强的g因子，尽管两个被占据的谷不同。
2006-06-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Emergent Quantum Valley Hall Insulator from Electron Interactions in Transition-Metal Dichalcogenide Heterobilayers
Academic Centre for Materials and Nanotechnology, AGH University of Krakow（克拉科夫AGH大学材料与纳米技术学术中心）
研究揭示了在摩尔MoTe₂/WSe₂双层中拓扑相的出现，强调自旋轨道耦合和库仑相互作用在两孔每摩尔单元格中的关键作用，发现稳定的量子谷体绝缘体相，并展示长程相互作用可调节层间电子隧道效应，即使在没有相应单粒子跃迁的情况下也能产生拓扑非平凡带。
2026-04-23 cond-mat.mes-hall
Magneto-reflection spectroscopy of monolayer transition-metal dichalcogenide semiconductors in pulsed magnetic fields
我们描述了最近的实验努力，进行极化分辨光谱单层过渡金属二硫族化物半导体在非常大的脉冲磁场65特斯拉。详细讨论了实验装置和技术挑战，并给出了原子级薄二硫化钨（WS $_2$）随温度变化的磁反射谱。数据清楚地揭示了这些二维半导体中不仅存在谷塞曼效应，而且还存在小的二次激子抗磁位移，从中可以直接推断出非常小的激子尺寸。最后，我们提出了模型计算，演示了如何测量的抗磁位移可以用来限制在这个新的家庭的单层半导体激子结合能的估计。
2016-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant Valley-Zeeman Splitting from Spin-Singlet and Spin-Triplet Interlayer Excitons in WSe2/MoSe2 Heterostructure
过渡金属二硫属化合物（TMDC）异质结具有II型排列，具有独特的层间激子，其可能具有自旋三重态和自旋单重态。然而，相关的光谱特征仍然难以捉摸，强烈阻碍了层间激子的莫尔电位调制的理解。在这项工作中，我们明确地确定自旋单重态和自旋三重态层间激子的WSe 2/MoSe 2异质双层与60度的扭曲角通过门和磁场相关的光致发光光谱。单重态和三重态层间激子在K谷和K'谷之间都表现出巨大的谷-塞曼分裂，这是单重态层间激子和三重态层间激子的大的Lande g因子的结果，其实验测定分别为~ 10.7和~ 15.2，与理论预期很好地一致。单重态和三重态层间激子的PL显示相反的螺旋度，由原子注册表确定。螺旋分辨光致发光谱（PLE）研究表明，在共振激发下，层间激子的单重态和三重态都是高度谷极化的，且在~ 20 K时，单重态层间激子的谷极化趋于一致.具有巨大谷塞曼分裂的高度谷极化的单重态和三重态层间激子激发了自旋电子学和谷电子学的未来应用。
2019-12-26 cond-mat.mes-hall
Weak antilocalization in quantum wells in tilted magnetic fields
研究了InGaAs量子阱中的弱反局域化。在垂直于、倾斜于和平行于量子阱平面的磁场中测量和理论描述了反常磁电阻。自旋和相位弛豫时间被发现作为温度和平行场的函数。结果表明，自旋退相是由于Dresselhaus自旋轨道相互作用。电子自旋分裂和自旋弛豫时间的值被发现在较宽的二维密度范围内。由于塞曼效应和微粗糙度效应的竞争，面内场的应用破坏了弱反定域。它们的相对贡献是分开的，和面内电子g因子和界面缺陷的特征尺寸的值被发现。
2003-12-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Longitudinal and transverse mobilities of $n$-type monolayer transition metal dichalcogenides in the presence of proximity-induced interactions at low temperature
该研究理论探究了低温近邻相互作用下n型单层过渡金属二硫化物的输运特性，揭示了RSOC与交换作用对能谷自旋、能带简并的调控机制，提出可通过多参数调控霍尔电流的大小与方向。
2024-11-02 cond-mat.mes-hall
Rashba Sandwiches with Topological Superconducting Phases
我们介绍了一个多功能的异质结窝藏各种拓扑超导相，其特征在于存在螺旋，手性，或单向边缘状态。改变参数，例如有效塞曼场或化学势，可以在同一设置中在这三个拓扑相之间进行调谐。我们的模型只依赖于传统的非拓扑成分。双层结构由一个s波超导体夹在两个二维电子气层之间，具有很强的Rashba自旋轨道相互作用。两种不同的配对机制，邻近诱导的直接和交叉Andreev超导配对之间的相互作用，产生多个拓扑相位。特别是，如果交叉Andreev超导配对占主导地位，螺旋边缘状态发生。此外，面内塞曼场导致具有单向边缘态的2D无带隙拓扑相，其先前被预测仅存在于非中心对称超导体中。如果塞曼场倾斜出平面，则系统处于具有手征边缘态的拓扑相。
2018-03-02 cond-mat.mes-hall
Theory of magnetotrion-polaritons in transition metal dichalcogenide monolayers
本文理论研究垂直磁场对过渡金属二硫属化物单层中带电激子及其极化激元的影响，揭示自旋与轨道效应贡献相当，并阐明磁场导致的有效巨塞曼劈裂机制。
2024-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Landau-level spectrum and the effect of spin-orbit coupling in monolayer graphene on transition metal dichalcogenides
本文研究了过渡金属硫族化物上单层石墨烯中邻近诱导的 Rashba 和自旋谷 Zeeman SOC 对朗道能级谱的影响，提出了一种通过朗道扇形图估算 SOC 相对强度的简单实用方法，并通过实验验证了 Rashba SOC 强于自旋谷 Zeeman SOC。
2023-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interplay of Rashba and valley-Zeeman splittings in weak localization of spin-orbit coupled graphene
University of Regensburg（雷根斯堡大学）
研究了石墨烯异质结中Rashba和谷-Zeeman分裂对弱局域化的影响，发现谷-Zeeman分裂在无Rashba分裂时不影响弱局域化，但在Rashba耦合情况下改变磁导电性符号，同时谷间散射影响导电性量子修正。
2025-09-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Density-Dependent Quantum Hall States and Zeeman Splitting in Monolayer and Bilayer WSe$_2$
我们报道了单层和双层WSe $_2$中空穴的量子霍尔态序列的研究。当空穴密度在$1.6 - 12\times10^{12}$ cm $^{-2}$范围内调谐时，QHS序列在主要为偶数和主要为奇数的填充因子之间转变。QHSs序列对横向电场不敏感，倾斜磁场测量表明QHSs序列对面内磁场不敏感，表明空穴自旋垂直于WSe $_2$平面被锁定.这些观测结果表明，QHS序列是由塞曼-回旋能量比控制的，该能量比在固定的载流子密度下作为垂直磁场的函数保持恒定，但由于强的电子-电子相互作用而作为密度的函数变化。
2017-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Signatures of Lifshitz transition in the optical conductivity of two-dimensional tilted Dirac materials
Lifshitz相变是一种费米面重构的拓扑相变。当能带在I型相（$0<t<1$）和II型相（$t>1$）之间通过III型相（$t=1$）变化时，它可以发生在二维（2D）倾斜狄拉克材料中，其中不同的倾斜由$t$的值参数化。为了表征其中的Lifshitz转变，我们在线性响应理论下，从理论上研究了I型、II型和III型狄拉克材料的纵向光学电导率（LOC）。在未掺杂的情况下，在类型I和类型III阶段中的倾斜参数独立或由类型II阶段中的倾斜参数确定的LOC是常数。在掺杂的情况下，LOC是各向异性的，并且具有由$ω=ω_1(t)$和$ω=ω_2(t)$确定的两个临界频率，这也由联合态密度证实。通过测量这两个临界边界的位置和它们之间的距离$Δω(t)=ω_2(t)-ω_1(t)$，可以从光学实验中提取倾斜参数和化学势。随着倾斜度的增加，I型相的分离变大，而II型相的分离变小。在大光子能量的区域中的LOC与未掺杂的情况完全相同。二维倾斜狄拉克带的类型可以由局域态中的渐近背景值、临界边界及其分离来确定。因此，这些可以被视为其中的Lifshitz转变的签名。由于二维倾斜狄拉克带的内在相似性，这项工作的结果预计将定性地适用于大量的二维倾斜狄拉克材料，如8- \emph{Pmmn}硼氢化物单层，$α$-SnS $_2$，TaCoTe $_2$，TaIrTe $_4$和$1T^\prime$过渡金属二硫属化…
2022-10-07 cond-mat.mes-hall
Type-II Dirac fermions in the PtSe$_2$ class of transition metal dichalcogenides
最近，在电子和空穴在孤立的外尔点接触的物质新相中发现了一种新的“II型”外尔费米子，它表现出奇异的现象，如角相关的手征异常。[Nature \textbf{527}，495（2015）]这提出了一个有趣的问题，即它的对应物，第二类\textit{Dirac}费米子，存在于实际材料中。在这里，我们预测的存在下，在一类过渡金属二硫属化物材料的双保护的II型狄拉克费米子。我们对PtSe $_2$的第一性原理计算揭示了它的体II型狄拉克费米子，它具有强烈倾斜的狄拉克锥、新颖的表面态和奇异的掺杂驱动的Lifshitz跃迁.结果表明，$_2$型材料中第二类狄拉克费米子的存在与其结构的$P\bar{3}m1$对称性密切相关，这为第二类狄拉克费米子的实验实现提供了有益的指导，并提供了不同于已知标准狄拉克费米子的有趣物理性质.
2016-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
