Optical manipulation of valley coherence via Landau level transitions in black phosphorus and WTe2 monolayers
School of Science, Tianjin University of Commerce（天津商业大学理学院）；Hunan Provincial Key Laboratory of Intelligent Sensors and Advanced Sensor Materials, School of Physics and Electronics Science, Hunan University of Science and Technology（湖南科技大学物理与电子科学学院）
本文通过黑磷和WTe2单层的Landau能级跃迁操控谷相干性，显著增强谷量子干涉并展现独特的光谱特征。
2026-03-09 cond-mat.mes-hall
Electrically switchable Berry curvature dipole in the monolayer topological insulator WTe2
单层WTe $_2$中量子自旋霍尔（QSH）态的最新实验证据已经连接了凝聚态物理、二维材料和拓扑物理这两个最活跃的领域。这种二维拓扑晶体还显示出非常规的自旋扭矩和门可调超导性。虽然QSH的实现已经证明了单层WTe $_2$的电子波函数的非平凡拓扑，波函数的几何性质，如Berry曲率，仍然没有研究。另一方面，人们越来越认识到Berry曲率在凝聚态物理的多个领域中起着重要的作用，包括非互易电子输运、对映选择性光学响应、手征极化激元甚至非常规超导。在这里，我们利用中红外光电显微镜研究单层WTe $_2$的Berry曲率。通过光学激发电子穿过倒置的QSH间隙，我们观察到一个平面内的圆形光电流，即使在正常入射。面外位移场的应用进一步系统地控制光电流的方向和幅度。我们观察到的光电流揭示了一种新的Berry曲率偶极子，它产生于倒置的间隙边缘附近的非平凡波函数。单层WTe $_2$的反向能带结构和倾斜晶格使这些以前未实现的Berry曲率偶极子和强电场效应成为可能。这种电可切换的Berry曲率偶极子打开了观察各种量子几何现象的大门，如量子非线性霍尔，轨道Edelstein和手征极化激元效应。
2018-07-03 cond-mat.mes-hall
Cooperative orbital moments and edge magnetoresistance in monolayer WTe$_2$
我们认为，在单层WTe $_2$的边缘电子可以拥有一个“合作”的轨道矩（COM），严重影响其边缘磁阻行为。由于Rashba和Ising自旋轨道耦合的协同作用，COM即使在相对较小的自旋轨道耦合强度下也能迅速达到大的量级（玻尔磁子的数量级）。正如我们所解释的，这种大的COM幅度产生于一个非常规的合作自旋倾斜的边缘自旋时，Rashba和伊辛自旋轨道耦合作用在一起。引人注目的是，COM可以与自旋矩竞争，产生一个不寻常的各向异性边缘磁阻取向的斜角。特别地，这种竞争产生了一个方向，沿着该方向$\mathbf{B}$在使边缘频谱间隔开方面是无效的，从而使边缘频谱几乎没有间隔。结果，当$\mathbf{B}$旋转时，间隙尺寸的大对比度显现，从而在10 T和低温下赋予0.1-10百万%的巨各向异性磁阻。
2020-05-18 cond-mat.mes-hall
Quantum Oscillation of Thermally Activated Conductivity in a Monolayer WTe$_2$-like Excitonic Insulator
最近，报道了绝缘单层WTe $_2$中电阻的量子振荡。我们中的一个还提出了激子绝缘体的杂化朗道能级的能隙调制的解释。然而，在朗道能级谱中的间隙调制的先前图片是建立在一对嵌套良好的电子和空穴费米表面上，而单层WTe $_2$具有相对各向异性的一个空穴和两个电子费米口袋。在这里，我们证明了系统一样，单层WTe $_2$，激子绝缘状态所产生的耦合一个空穴和两个电子口袋拥有一个有限的区域中的相互作用参数空间，显示间隙调制在磁场。在此区域，热激活电导率呈现$1/B$周期性振荡，并在低温下进一步发展为离散峰，与实验观察一致。我们发现，相对各向异性的频带是一个关键参数和quunatum振荡迅速下降，如果各向异性增加进一步超过单层WTe $_2$的实际值。
2021-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Proximity-induced superconducting gap in the quantum spin Hall edge state of monolayer WTe$_2$
量子自旋霍尔（QSH）态最近在过渡金属二硫属化物1 T '-WTe $_2$的单层中被证明，并且其特征在于二维（2D）内部和螺旋一维（1D）边缘态中的带隙。在螺旋边缘状态中诱导超导性将导致一维拓扑超导体，这是一种备受追捧的物质状态。在本研究中，我们使用一种新的干转移倒装技术，将原子级薄层的WTe $_2$的范德华超导体，NbSe $_2$。使用扫描隧道显微镜和光谱（STM/STS），我们证明原子清洁的表面和界面和存在的邻近诱导的超导能隙的WTe $_2$的厚度从单层到7个结晶层。在WTe $_2$单层的边缘，我们发现超导能隙与QSH边缘态的特征光谱信号共存。综上所述，这些观察结果提供了确凿的证据，邻近诱导超导的QSH边缘状态在WTe $_2$，实现一维拓扑超导性和马约拉纳束缚态在这个范德华材料平台的关键一步。
2019-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Determination of the spin orientation of helical electrons in monolayer WTe2
单层WTe 2被预测为量子自旋霍尔绝缘体（QSHI），并已在实验上观察到沿其边缘的电子输运。然而，QSHI的“吸烟枪”，边缘电子的自旋动量锁定，还没有实验证明。我们提出了一个模型来建立各向异性磁电阻（AMR）和自旋取向的螺旋电子在WTe 2之间的关系。基于模型的预测，进行了角相关磁电阻测量。实验结果完全支持该模型，并确定了螺旋边电子的自旋取向。我们的结果不仅证明了WTe 2确实是一个类星体，而且还提供了一种确定其他类星体自旋取向的简便方法。
2020-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Selective Fabrication of Monolayer 1H- and 1T'-WTe2
通过控制外延基底温度在graphene/SiC(0001)上选择性制备了1H和1T'-WTe2单层，揭示了两者在能带结构上的显著差异，为开发基于WTe2的纳米电子器件铺平了道路。
2025-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory of competing excitonic orders in insulating WTe$_2$ monolayers
我们发展了一个理论的激子相最近提出的零场绝缘状态附近观察到的单层WTe $_2$的电荷中性。使用Hartree-Fock近似，我们在数值上确定了两个不同的带隙激子相：弱非零相互作用强度的自旋密度波态和较强相互作用下的自旋螺旋序，由非激子量子自旋霍尔绝缘体的窄窗口隔开。我们介绍了一个简化的模型捕捉的WTe $_2$能带结构，其中这些阶段出现不同的谷铁磁订单的关键功能。我们联系激子阶段之间的竞争，在费米表面的电子波函数的轨道结构，因此其接近的基础缺口狄拉克点WTe $_2$。我们简要地讨论了集体模式的两个激子状态，并评论实验的影响。
2021-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electrical Control of Spin-polarized Topological Currents in Monolayer WTe$_2$
我们证明了在低对称性量子自旋霍尔绝缘体中拓扑保护边缘态的自旋取向的相干电操纵的可能性。通过使用从头算模拟，基于量子力学的建模和大规模计算的自旋霍尔电导率的组合，它表明，小电场可以有效地改变单层1 T '-WTe 2的边缘电流的自旋纹理高达90度的自旋旋转，而不会危及其拓扑特征。这些发现表明了一种新型的栅极可控自旋器件，拓扑保护免受混乱和相关的拓扑自旋电子学的发展。
2022-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of charge density wave excitonic order parameter in topological insulator monolayer WTe2
本研究利用傅里叶变换扫描隧道谱学观测单层WTe2中激子凝聚体的电荷密度波有序参数，证实拓扑边缘模式与有序参数的相互作用，为激子凝聚体提供关键证据。
2025-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Gate-defined Josephson weak-links in monolayer $\mathrm{WTe_2}$
本文利用单层WTe2制备栅极定义的约瑟夫森弱连接器件，发现二维超导引线对磁干涉解释至关重要，为拓扑量子计算器件奠定基础。
2023-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin Relaxation and Diffusion in Monolayer 1T'-WTe$_2$ from First-Principles
本研究采用从头算密度矩阵动力学方法，研究单层1T'-WTe₂的自旋弛豫机制，发现其独特的电场依赖特性，提出的解析模型与计算结果吻合，为自旋电子学应用提供了理论支撑。
2024-08-15 cond-mat.mes-hall
Determination of the spin axis in quantum spin Hall insulator monolayer WTe2
量子自旋霍尔（QSH）效应的证据已经在几个实验系统中以近似量子化的边缘电导的形式报道。然而，QSH效应的最基本特征，即边缘通道中的自旋动量锁定，从未在实验上得到证实。在这里，我们报告了单层WTe 2边缘通道中自旋动量锁定的明确证据，WTe 2被认为是二维拓扑绝缘体（2D TI）。我们观察到，边缘电导是由垂直于一个特定的轴，我们确定为自旋轴所施加的磁场的组成部分。轴对于所有边缘是相同的，位于与层法线成40 $\pm$ 2°的垂直于钨链的镜像平面中，这意味着自旋轨道耦合是从体能带结构继承的。我们表明，这一发现是与理论相一致的，如果带边轨道采取有喜欢的宇称。我们的结论是，这种宇称分配是正确的，在单层WTe 2的边缘状态和散装带共享相同的简单的自旋结构。结合边缘状态的其他已知特征，这建立了自旋-动量锁定，因此单层WTe 2是真正自然的2D TI。
2021-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Imaging Quantum Spin Hall Edges in Monolayer WTe2
二维拓扑绝缘体（TI）表现出量子自旋霍尔（QSH）效应，其中在样品边缘存在拓扑保护的自旋极化导电沟道。QSH效应的实验签名最近首次在原子级薄的材料，单层WTe 2中报道。电输运测量剥离的样品和扫描隧道光谱外延生长的单层岛信号的边缘模式的存在与电导接近量子化值。在这里，我们使用微波阻抗显微镜直接成像单层WTe2器件的局部电导率，毫无疑问地建立了传导确实强烈地局限于温度高达77 K及以上的物理边缘。边缘电导率显示没有间隙作为栅极电压的函数，排除了由于带弯曲或间隙内状态而导致的微不足道的传导，并且如预期的那样被磁场抑制。有趣的是，我们观察到额外的导电线和环内的大多数样品，可以解释的边缘状态拓扑平凡和非平凡的区域之间的边界。这些观察结果对于解释和改善包含WTe2或其他空气敏感2D材料的设备的性能至关重要。同时，它们揭示了QSH通道的鲁棒性以及通过化学或机械手段在单层材料平台中对其进行工程设计和图案化的潜力。
2018-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal robustness of the quantum spin Hall phase in monolayer WTe$_2$
单层1T '-WTe $_2$是第一个在实验上观察到量子自旋霍尔相的二维晶体。此外，最近的实验和理论建模报告了一个强大的激子绝缘相的存在。虽然第一性原理计算与混合泛函和几个测量在低温下建议的带隙的数量级为50 meV的存在下，实验可以确认的螺旋边缘状态的存在下，只有高达100 K。本文采用第一性原理模拟方法研究了温度对单层1T '-WTe $_2$电子结构的影响，同时考虑了热膨胀和电子-声子耦合的贡献。首先，我们表明，热膨胀是弱的，但往往会增加间接带隙。然后，我们用非微扰方法计算了电子-声子耦合对能带结构的影响，观察到随着温度的升高，能带反转略有减少。值得注意的是，拓扑相和有限间隙的存在被发现是特别强大的热效应高达和高于室温。
2023-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic properties of the steps in bilayer Td-WTe2
单层WTe 2条带是量子自旋霍尔（QSH）绝缘体。采用密度泛函理论研究了双层Td-WTe 2薄膜中条纹和台阶的电子性质。对于沿W原子的二聚体链（x方向）取向的条纹，两层之间的杂化抑制了QSH态。然而，根据台阶的原子结构，通过形成台阶可以恢复QSH性质。相反，沿y方向的条纹和台阶保持QSH状态。这些发现可以扩展WTe 2中QSH态的应用范围。
2022-05-25 cond-mat.mes-hall
Unusual temperature dependence of the band structure associated with local atomic distortion in monolayer 1T'-WTe2
本研究利用ARPES技术揭示了单层1T'-WTe2在40-400 K宽温区内能带结构的反常温度依赖性，发现降温时价带和导带出现异常偏移，结合第一性原理计算证实该现象源于钨原子的系统性局部原子畸变，为解释其反常输运特性提供了关键依据。
2025-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Realization of Quantum Spin Hall State in Monolayer 1T'-WTe2
量子自旋霍尔（QSH）绝缘体是一种新型的二维量子态物质，在没有磁场的情况下具有量子化的霍尔电导，这是由于拓扑保护的无耗散边缘态桥接了由带反转和强自旋轨道耦合打开的能隙。通过使用角分辨光电子能谱（ARPES）和第一性原理计算研究外延生长的单层1 T '-WTe 2的电子结构，我们观察到清晰的拓扑带反转和带隙开放的特征，这是QSH态的标志。扫描隧道显微镜测量进一步证实了正确的晶体结构和体带隙的存在，并提供了证据的修改后的电子结构附近的边缘，这是一致的预期QSH绝缘体。我们的研究结果建立了单层1 T '-WTe 2作为一个强大的二维过渡金属二硫属化物（TMDC）材料家族中的一个新的类QSH绝缘体具有大的带隙。
2017-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Inversion-protected higher order topological superconductivity in monolayer WTe$_2$
单层WTe $_2$，一种中心对称的过渡金属碲化物，最近被确定为量子自旋霍尔绝缘体，并发现在门控时超导。本文用平均场微观模型研究了超导WTe $_2$的对对称性和拓扑性质。令人惊讶的是，我们发现在我们的相图中的自旋三重态相所有主机马约拉纳模式本地化的两个对角。即使当传统的配对是有利的，我们发现，一个中间的平面内磁场超过泡利极限稳定非常规的等自旋配对对齐的字段，这也主机马约拉纳角模式。基于我们的发现，我们从边界的角度得到了具有“高阶拓扑”的二维超导体的配方：通常，超导反对称量子自旋霍尔材料的正常态费米表面远离高对称点，如门控单层WTe $_2$，如果超导性是奇偶奇的，主机马约拉纳角模。我们进一步指出，这种高阶相是一种反转保护的拓扑晶体超导体，并研究了体边界对应。最后，我们讨论了可能的实验探测马约拉纳角模式。我们的研究结果表明，超导单层WTe $_2$是一个游乐场的高阶拓扑超导性，并可能是第一个材料实现反型保护马约拉纳角模不利用邻近效应。
2020-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic proximity and nonreciprocal current switching in a monolayer WTe2 helical edge
将不同的电子现象（如磁性和非平凡拓扑结构）整合到一个单一的系统中，通常是通过寻找包含这两种成分的材料，或者通过对比材料的分层生长来研究的。简单地堆叠紧密接触的非常不同的二维（2D）范德华材料的能力允许不同的方法。在这里，我们使用这种方法来耦合的螺旋边缘状态的二维拓扑绝缘体，单层WTe 2，一个二维分层的反铁磁体，CrI3。我们发现，边缘电导是敏感的CrI3的磁化状态，和耦合可以理解的交换场从最近的和下一个最近的CrI3层，产生的间隙中的螺旋边缘。我们还发现，非线性边缘电导取决于最近的CrI3层相对于电流方向的磁化强度。在低温下，这会产生非常大的非互易电流，通过改变CrI3的反铁磁状态来切换。
2020-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum spin Hall edge states and interlayer coupling in twisted-bilayer WTe$_2$
本文利用 STM/STS 和第一性原理计算研究扭转双层 WTe$_2$，证实其边缘存在量子自旋霍尔边缘态，并表明可通过扭转角和层间相互作用调控其拓扑性质。
2021-11-30 cond-mat.mes-hall
Strong unidirectional Rashba state induced by extended vacancy line defects in a $1T'$-WTe$_{2}$ monolayer
针对1T'-WTe₂单层因中心对称导致自旋简并、限制自旋电子学应用的问题，通过第一性原理计算发现引入特定扶手椅型空位线缺陷可诱导强单向Rashba态与长自旋寿命。
2024-03-06 cond-mat.mes-hall
Second Harmonic Helicity and Faraday Rotation in Gated Single-Layer 1T$'$-WTe$_2$
WTe $_2$的单层1 T $'$相为非线性霍尔效应和高温量子自旋霍尔输运等奇异物理性质提供了丰富的平台。利用连续介质模型和图解法计算了单层1 T $'$ $_2$在外加垂直电场和电子掺杂调制下的二次谐波电导率。我们得到了有限的螺旋度和法拉第旋转的二次谐波信号响应线偏振入射光的存在下的时间反演对称。二次谐波信号的螺旋度是高度可控的，通过改变偏置电位，并作为非线性霍尔电流的光学指标。我们的研究激励未来的实验研究的螺旋度光谱的二维材料。
2022-01-03 cond-mat.mes-hall
Photogalvanic effect and second harmonic generation from radio to infrared region in WTe$_2$ monolayer
本文利用量子动力学方法研究WTe$_2$单层从射频频段到红外区域的PGE和SHG对费米能级、频率及外电场的依赖，揭示不同频段响应特征，并证明考虑散射效应的量子动力学比半经典方法更准确。
2023-05-31 cond-mat.mes-hall
Electric field effects on the band gap and edge states of monolayer 1T'-WTe2
单层1T'-WTe 2是一种量子自旋霍尔绝缘体，具有带隙体和无带隙螺旋边缘态，在100 K左右的温度下持续存在。最近的研究揭示了一个拓扑到平凡的相变，以及出现一个非常规的，潜在的拓扑超导状态时，调整载流子浓度与门控。然而，尽管进行了广泛的研究，门控对能带结构和螺旋边缘状态的影响尚未建立。在这项工作中，我们提出了一个结合低温STM和第一性原理研究背栅单层1T'-WTe 2薄膜生长在石墨烯。与量子自旋霍尔系统一致，薄膜显示出良好定义的体间隙和跨越间隙的清晰边缘状态。通过STM光谱直接测量态密度，我们发现体带隙幅度随施加的栅极电压而发生实质性变化，这与简单的预期相反，即栅极会相对于费米能级刚性地移动能带。为了解释我们的数据，我们进行了密度泛函理论和模型哈密顿计算表明，栅极电场导致掺杂和反转对称性破缺极化和自旋分裂的散装带。有趣的是，计算的自旋分裂的有效Rashba类自旋轨道耦合可以在几十meV的电场在实验中，这可能是有用的自旋电子学应用。我们的工作揭示了电场对单层1T '-WTe 2的体能带结构的强烈影响，这将在我们理解该系统中的门诱导现象中发挥关键作用。
2020-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Tuning Magnetotransport in a Compensated Semimetal at the Atomic Scale
层状过渡金属二硫属化物无论是以块状形式，还是剥离成原子级薄晶体，都不断导致新现象的发现。最新的例子是由1 T '-WTe $_2$提供的，这是一种半金属，最近发现在大块晶体中表现出最大的已知磁阻，并预测在应变单层中成为二维拓扑绝缘体。在这里，我们表明，通过简单的剥离减少厚度提供了一个有效的实验旋钮来调整WTe $_2$的电子性质，这使我们能够确定负责观察到的经典和量子磁输运的微观机制下降到最终的原子尺度。我们发现，纵向电阻和非常非常规的B-依赖性的霍尔电阻的再现定量方面的一个经典的两个带模型的晶体薄至6个单层，和较薄的晶体的交叉绝缘，安德森本地化的状态发生。除了建立非常大的磁电阻的散装WTe $_2$的起源，我们的研究结果代表了第一个，完整的验证经典理论的两个波段的电子-空穴传输，并表明原子薄的WTe $_2$层保持无隙半金属，从中我们得出结论，寻找一个拓扑绝缘状态的应变单层是一个具有挑战性的，但可行的实验。
2015-10-19 cond-mat.mes-hall
Unconventional Superconducting Phase Diagram of Monolayer WTe2
结合电输运和能斯特实验，发现门控调节单层WTe2在非常规量子临界点出现超导，揭示了由量子涨落驱动的、区别于传统BCS图景的新型超导相图。
2025-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Edge superconductivity in Multilayer WTe2 Josephson junction
WTe 2是一种II型Weyl半金属，在体材料中（001）面上存在二维费米弧，在单层材料中存在一维螺旋边态。这些特征近年来在凝聚态物理中引起了广泛的关注。然而，在体和单层之间的中间区域，边缘态由于其闭合的带隙而没有被解析，这使得体态占主导地位。在这里，我们报告的签名的边缘超导量子干涉测量多层WTe 2约瑟夫森结，我们直接映射本地化的超导电流。在厚的WTe 2（~60 nm）中，超导电流由具有对称约瑟夫森效应（$\left|I_c^+(B)\right|=\left|I_c^-(B)\right|$）的体态均匀分布。然而，在薄的WTe 2（10 nm），超电流变得局限于边缘，其宽度达到1.4 μ m，并表现出非对称行为$\left|I_c^+(B)\right|\neq \left|I_c^-(B)\right|$。通过改变厚度和边缘超导性来调整边缘支配的能力建立了WTe 2作为具有奇异量子相位和丰富物理学的有前途的拓扑系统。
2020-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Photonic spin Hall effect dependent on Landau level transitions in monolayer WTe2
Tianjin University of Commerce（天津商业大学）；Hunan Normal University（湖南师范大学）
单层WTe2中通过Landau能级跃迁调控光子自旋霍尔效应，揭示霍尔角对PSHE的强影响及自旋轨道相互作用的特性。
2026-03-08 cond-mat.mes-hall physics.optics
Theory of Glide Symmetry Protected Helical Edge States in WTe$_{2}$ Monolayer
该研究从理论上探究1-T' WTe₂单层中量子自旋霍尔螺旋边缘态的性质，揭示滑移对称带来的额外保护及适度无序对电导稳定性的提升作用，为超洁净边界样品中的非线性螺旋Luttinger液体物理研究提供了方向。
2022-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tilted Dirac Fermions
我们引入了二维非对称晶体中能带反转的拓扑半金属的概念。如果忽略自旋-轨道耦合，这一概念在MTe $_2$（M $=$ W，Mo）的单层中得以实现。我们用非阿贝尔Berry规范场的威尔逊圈拓扑地刻画了Dirac带的接触.单层MTe $_2$中狄拉克锥的另一个特征是它在Lifshitz跃迁中倾斜，产生电子和空穴口袋，这是II型狄拉克锥。这些口袋，连同狄拉克电子的赝自旋结构，提出了一个统一的，拓扑解释最近报道的，非饱和的磁阻在WTe $_2$，以及其圆二色性的光电发射。我们补充我们的分析和第一原理能带结构计算与$\textit{ab-initio}$衍生的紧束缚模型的WTe $_2$单层。
2016-05-16 cond-mat.mes-hall
Rashba-induced spin Hall response in a disordered $WTe_2$ four-terminal structure
本文基于Landauer-Buttiker框架和四端器件模型，研究了无序WTe2中本征Rashba自旋轨道耦合诱导的自旋霍尔响应，得到自旋霍尔角均值25%、均方根30%，并通过实验与紧束缚模拟验证，为其他TMDs和单层Xenes的自旋霍尔计算奠定基础。
2025-07-02 cond-mat.mes-hall
Large Thermopower with Sign-Alternating Quantum Oscillations in Insulating Monolayer WTe2
Princeton University（普林斯顿大学）；Indian Institute of Technology Guwahati（印度理工学院古瓦哈提分校）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）
本研究在单层WTe2绝缘态中观测到带符号交替量子振荡的大热电动势，揭示了绝缘体化学势处磁场诱导的朗道能级类结构，为关联材料低能激发研究提供了新途径。
2026-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Unconventional Superconducting Quantum Criticality in Monolayer WTe2
本文通过毫开尔文 Nernst 测量，在栅控单层 WTe2 中发现掺杂临界处异常巨大且突变为零的涡旋信号，揭示非常规超导 QCP。
2023-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Crossover Between Weak Antilocalization and Weak Localization and Electron-Electron Interaction in Few-Layer WTe$_2$
我们报道了在低温和高磁场下，在封装的几层WTe $_2$中的电子输运研究。磁导揭示了温度诱导的弱反局域化（WAL）和弱局域化（WL）之间的量子扩散制度的交叉。结果表明，这种交叉现象明显地反映了退相长度、自旋翻转长度和平均自由程等特征长度之间的共存和竞争，同时低温电导随温度的升高呈指数关系增加，表明电子-电子相互作用（EEI）和自旋-轨道耦合（SOC）的相互作用.我们证明了存在和量化的EEI和SOC的强度，这被认为是负责在WTe 2的量子自旋霍尔态在单层极限的间隙开放。
2020-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain-dependent one-dimensional confinement channels in twisted bilayer 1T$'$-WTe$_2$
本研究针对1T$'$ WTe$_2$低对称各向异性晶格带来的特殊莫尔物理问题，结合平面波与线性标度DFT计算，发现转角双层1T$'$ WTe$_2$在单层晶格微变下会产生峰谷幅度超200 meV的条纹静电势，为新型莫尔物理研究提供了方向。
2024-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Evolution of topological phases in atomically thin WTe2 films
Tsung-Dao Lee Institute, School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学物理与天文学院淞江研究院）；Institute of Atomic and Molecular Sciences, Academia Sinica（中央研究院原子与分子科学研究所）
通过ARPES研究WTe2单层到本征态的电子结构演变，揭示拓扑相变与层厚的关系，发现拓扑Z2不变量随层数变化振荡，揭示层间耦合对带交叉的影响。
2026-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spontaneous breaking of time-reversal symmetry at the edges of 1T' monolayer transition metal dichalcogenides
利用密度泛函理论计算和格林函数方法，研究了三种单层过渡金属二硫属化物（TMD）：MoS $_2$，MoTe $_2$和WTe $_2$的1T'相的不同边缘上存在非共线自旋织构的磁边缘态.磁态是无隙的，并伴随着时间反演对称性的自发破缺。这可能会对利用WTe $_2$作为量子自旋霍尔绝缘体的前景产生影响。先前已经提出，可以通过施加垂直电场来切断1T ′ TMD的拓扑保护边缘状态。我们确认与完全自洽的DFT计算，拓扑边缘状态可以被关闭。所研究的磁边缘状态被认为是鲁棒的，并且在施加场时保持无间隙。
2019-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Low-symmetry topological materials for large charge-to-spin interconversion: The case of transition metal dichalcogenide monolayers
由薄膜中的自旋霍尔效应（SHE）引起的自旋极化通常指向平面外。这是植根于传统研究系统的特定对称性，而不是在一个基本的约束。最近，对少层${\rm MoTe}_2$和${\rm WTe}_2$的实验表明，这些强自旋-轨道耦合材料的降低的对称性使得能够实现新形式的{ \it canted}自旋霍尔效应，其特征在于同时发生面内和面外自旋极化。在这里，通过量子输运计算现实的设备的几何形状，包括混乱，我们预测一个非常大的门可调SHE优值$λ_sθ_{xy}\sim 1\text{--}50$ nm的${\rm MoTe}_2$和${\rm WTe}_2$单层，显着超过传统的SHE材料的值。这源于同时的长自旋扩散长度（$λ_s$）和电荷-自旋相互转换效率高达$θ_{xy} \approx 80$ \%，分别源于动量不变（持久）自旋纹理以及沿费米轮廓的大自旋Berry曲率。推广到其他材料和明确的实验确认的具体指导方针，铺平了道路，利用这种现象的自旋电子器件。这些发现生动地强调了晶体对称性和电子拓扑结构如何控制固有的SHE和自旋弛豫，以及它们如何被利用来拓宽自旋电子材料和功能的范围和效率。
2022-01-04 cond-mat.mes-hall
Symmetry driven spin anisotropic magnetotransport in quantum spin Hall insulator WTe2 1T
本文通过比较单层 1T WTe2 的 x、y 边缘纳米带磁输运，证明非简单对称性导致边缘态自旋劈裂的方向各向异性，并保护 ΓX 方向自旋简并。
2025-07-24 cond-mat.mes-hall
Tunable Topology and Berry Curvature Dipole in Transition Metal Dichalcogenide Janus Monolayers
本文通过第一性原理与紧束缚计算研究 WTe₂ 衍生 Janus 单层，揭示其拓扑平庸却具有巨大 Berry 曲率偶极矩，并用低能有质量 Dirac 模型解释其非线性霍尔效应潜力。
2023-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Canted Spin Texture and Quantum Spin Hall Effect in WTe2
我们报道了单层T $_\text{d}$ -WTe $_2$中的非常规量子自旋霍尔相，它在其他拓扑材料中表现出迄今未知的特征。结构的低对称性在$yz$平面上诱导了倾斜的自旋织构，这决定了拓扑保护边界态的自旋极化。此外，自旋霍尔电导率被量子化（$2e^2/h$），其中自旋量子化轴平行于倾斜方向。这些研究结果是基于大规模的自旋霍尔电导率张量和非局部电阻的多探针几何形状，使用一个现实的紧束缚模型，从第一性原理方法阐述的量子模拟。这种倾斜的量子自旋霍尔效应的观察，与非平凡的自旋极化的拓扑边缘状态的形成有关，需要特定的实验设计，并提出了有趣的替代方案来操纵拓扑材料中的自旋信息。
2020-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Superconductivity in type-II Weyl-semimetal WTe2 induced by a normal metal contact
WTe $_2$是一种具有丰富拓扑性质的材料：单层时是二维拓扑绝缘体，体相时是Weyl半金属和高阶拓扑绝缘体（HOTI）。在拓扑材料中诱导超导性是获得拓扑超导性的一种途径，它为许多容错量子计算方案的提出奠定了基础。在这里，我们证明了超导电性的出现在WTe $_2$和正常的金属钯之间的界面。超导性的临界温度约为1.2 K。通过研究垂直磁场中的超导电性，得到了超导体的相干长度和伦敦穿透深度。这些参数对应于低费米速度和费米能级处的高态密度。这暗示了超导性的可能起源是由于平带的形成。此外，临界面内磁场超过泡利极限，表明超导态的非平凡性质。
2021-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Gate-induced superconductivity in a monolayer topological insulator
最近发现层状半金属WTe_2在减薄到单层时是二维拓扑绝缘体（2D TI），具有导电的螺旋边缘通道。我们在这里报告，本征超导性可以诱导在这个单层二维TI温和的静电掺杂，在温度低于1 K。二维TI-超导体转变可以很容易地通过施加一个小的栅极电压来驱动。这一发现为结合超导性和拓扑结构的门控器件提供了新的可能性，并可能为基于拓扑保护的量子信息方案提供基础。
2018-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electrically Tunable Low Density Superconductivity in a Monolayer Topological Insulator
在物质的超导态和绝缘态之间进行电切换的能力代表了相关电子系统的最先进工程中的一种新范式。一个令人兴奋的可能性是在拓扑非平凡绝缘体中开启超导性，这为寻找非阿贝尔拓扑态提供了一条途径。然而，现有的超导体-绝缘体开关的演示只涉及拓扑上微不足道的系统，甚至那些是罕见的，由于严格的要求，以调整载流子密度在很宽的范围内。在这里，我们报告可逆的，在原位静电开关超导最近建立的量子自旋霍尔绝缘体，即单层钨二碲化（WTe 2）。制造成范德瓦尔斯场效应晶体管，单层的基态可以连续地从拓扑绝缘到超导状态进行栅极调谐，临界温度Tc高达~ 1开尔文。据估计，超导开始的临界密度约为5 x 10^12 cm^-2，是二维（2D）超导体中最低的密度之一。我们的研究结果建立单层WTe 2作为工程新型超导纳米器件和拓扑相的物质的材料平台。
2018-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Evidence for a Monolayer Excitonic Insulator
拓扑和关联之间的相互作用可以产生各种量子相，其中许多仍有待探索。最近的进展已经确定单层WTe2作为一种有前途的材料，这样做在一个高度可调的方式。这种二维（2D）晶体的基态可以从量子自旋霍尔绝缘体（QSHI）静电调谐到超导体。然而，许多仍然未知的绝缘状态的间隙开放机制。在这里，我们报告的证据表明，QSHI也是激子绝缘体（EI），所产生的自发形成的电子空穴束缚态（激子）。我们揭示了在清洁样品中的电荷中性点（CNP）的本征绝缘态的存在下，并确认通过隧道光谱的电荷中性绝缘体的相关性质。我们提供的证据对替代方案的带状绝缘体或局部绝缘体，并支持在清洁限制EI相的存在。这些观察奠定了基础，了解一类新的相关绝缘体与非平凡的拓扑结构，并确定单层WTe2作为一个有前途的候选人探索量子相位的基态激子。
2022-01-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spectroscopic signatures of excitonic order effect on quantum spin Hall edge states
本文通过扫描隧道显微镜分析单层WTe$_2$中激子凝聚体基态的光谱特征，区分时间反演对称保持与破坏的凝聚体类型，助力确定其真实基态。
2023-10-13 cond-mat.mes-hall
Edge spin transport in the disordered two-dimensional topological insulator WTe$_2$
二维拓扑绝缘体（2D TI）的自旋电导预计不会被量子化的扰动，打破自旋旋转对称性的存在。然而，偏离原始极限的量子化还有待详细研究。在本文中，我们定义了二维TI的螺旋边缘模式的自旋电流算子，并介绍了一个四端设置来测量自旋电导。使用发达的形式主义，我们认为，打破自旋旋转对称性或引起边到边耦合的无序项的影响。我们确定了一个关键的作用发挥了自旋力矩在一个平衡的边缘。然后，我们利用拓扑单层WTe $_2$和散射矩阵形式的紧束缚模型，数值研究自旋输运在四端二维TI器件。特别地，我们计算了自旋电导和特征自旋衰变长度的存在下的磁无序。此外，我们还研究了量子点接触几何中边间散射的影响。我们发现，自旋霍尔电导是令人惊讶的强大的自旋破缺微扰，只要时间反演对称性被保存和边缘间散射弱。
2022-03-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Bound excitons and many-body effects in x-ray absorption spectra of azobenzene-functionalized self-assembled monolayers
我们研究了偶氮苯功能化自组装单分子膜的X射线吸收光谱，研究了氮K边的激发。偶氮苯与H-终止和功能化与CF 3基团被认为是。Bethe-Salpeter方程被用来计算光谱，包括激子效应，并确定近边共振的字符。我们的研究结果表明，核心边缘的激发是强烈的和强烈的约束：他们的结合能范围从约6至4 eV，从孤立的分子到密集包装的自组装膜。电子空穴关联规则这些激发，而交换相互作用起着微不足道的作用。
2015-11-05 cond-mat.mes-hall
Interface-induced spin-resolved type-II band alignment and enhanced magnetic anisotropy in MSe2/WTe2 (M = V, Cr, Mn, Fe and Co) van der Waals heterobilayers
National Institute of Technology Patna（巴特那国家技术学院）；Michigan Technological University（密歇根理工大学）
研究MSe2/WTe2（M = V、Cr、Mn、Fe和Co）范德华异质双层，通过第一性原理计算，发现取代W、形成异质界面会重构能带结构与产生磁各向异性，MnSe2/WTe2等有半金属性等特性，表明界面工程使其有望用于下一代低维自旋电子应用。
2026-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Persistent spin texture preserved by local symmetry in graphene/WTe$_2$ heterostructure
Zernike Institute for Advanced Materials, University of Groningen（格罗宁根大学泽尔尼克高级材料研究所）；Faculty of Physics and Applied Informatics, University of Łódź（罗兹大学物理与应用信息学院）
研究通过第一性原理计算揭示了石墨烯/WTe₂异质结构中局部对称性对持久自旋纹理的保护作用，发现其在无拓扑边缘态情况下仍支持长距离自旋传输。
2025-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Edge States of Monolayer and Bilayer Graphene Nanoribbons
在紧束缚晶格模型的基础上，研究了单层和双层石墨烯纳米带（GNR）的边缘态。讨论了边跳调制、自旋轨道耦合（SOC）和偏置电压对双层GNRs的影响。我们观察到：（i）通过对单层GNR的边缘跳跃调制，可以产生一些新的额外边缘态。(ii)对于单层和双层GNR，层内Rashba SOC在抑制由本征SOC打开的能隙$E_g$中起作用。几乎线性相关关系，即，（iii）虽然偏置电压有利于无本征SOC的双层石墨烯的体能隙，但它倾向于减小由本征SOC引起的能隙。（iv）对于双层GNR，层间Rashba SOC可以完全破坏量子自旋霍尔效应的拓扑相。
2012-01-06 cond-mat.mes-hall
Sliding ferroelectricity tunable conventional and anomalous spin Hall effects in bilayer 1T'-WTe2
Xi’an Jiaotong University（西安交通大学）；Shaanxi Yanyi Titanium Industry Company Limited（陕西言一钛业有限公司）
提出利用滑移铁电性调控双层1T'-WTe2中的传统和反常自旋霍尔效应，实现无外磁场垂直磁化翻转，并发现显著增强的自旋霍尔电导率。
2026-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optically tunable spin Hall effect in periodically driven monolayer transition metal dichalcogenides
本研究利用圆偏振光驱动单层过渡金属二硫化物，通过Floquet线性响应理论验证了可光学调控自旋霍尔效应自旋流的大小与方向，揭示其源于非Rashba效应与CPL非微扰效应的结合。
2025-03-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
