Mobility engineering and metal-insulator transition in monolayer MoS2
二维（2D）材料是一类新的材料，具有有趣的物理特性，从纳米电子学到传感和光子学。除了石墨烯，研究最多的2D材料，其他层状材料的单层，如半导体二硫属化物MoS 2或WSe 2作为场效应晶体管（FET）的有前途的绝缘体和沟道材料越来越重要。由于量子力学限制，单层MoS 2中直接带隙的存在允许室温场效应晶体管具有超过108的开/关比。这些器件中的高介电常数的存在增强了它们的移动性，但其机制尚不清楚。在这里，我们报告在不同的电介质配置的二硫化钼场效应晶体管的电输运测量。迁移率对温度的依赖性显示出明显的证据，在双栅极器件中的电荷杂质散射的强烈抑制与顶栅电介质以及声子散射，显示出比预期的温度依赖性弱。在双栅器件中实现的高水平掺杂也允许观察单层MoS 2中的金属-绝缘体转变。我们的工作开辟了进一步改善二维半导体性能的途径，并介绍了二硫化钼作为一个有趣的系统，研究介观系统中的相关效应。
2013-01-21 cond-mat.mes-hall
Controlling the Spontaneous Emission Rate of Monolayer MoS$_2$ in a Photonic Crystal Nanocavity
我们报道了控制二硫化钼（MoS $_2$）单层与平面光子晶体（PPC）纳米腔耦合的自发发射（SE）率。空间分辨光致发光（PL）映射显示出强烈的变化时，发射的MoS $_2$单层的PPC腔，PPC晶格上，空气间隙上，和未图案化的磷化镓衬底上。腔耦合MoS $_2$发射的偏振依赖性显示出比未耦合发射强5倍以上的提取PL强度，这表明MoS $_2$ SE率的潜在腔模Purcell增强超过70倍。
2013-10-03 cond-mat.mes-hall physics.optics
Nano-optical imaging of monolayer MoSe2 using tip-enhanced photoluminescence
二维过渡金属二硫属化物（TMD）的带隙调谐是制备新型光电子器件的关键。高分辨率的光致发光（PL）显微镜是需要准确的带隙特性。我们进行了尖端增强的光致发光（TEPL）测量单层MoSe 2与纳米级的空间分辨率，提供了一个改进的表征的带隙与地形相比，传统的远场光谱。我们还观察到PL位移的边缘和TEPL增强因子的空间依赖性进行了研究。
2017-04-11 cond-mat.mes-hall physics.optics
Chaos Phase Induced Mass-producible Monolayer Two-dimensional Material
晶体相是一种原子在三维晶格中周期性排列的相，但对“非晶相”的研究却很少。在这里，通过从笼状双环杯[2]芳烃[2]三嗪构建块开始，构建了一个全新的二维MOF，其中两个相邻的二维晶体层之间存在极弱的层间相互作用。层间滑移在外界扰动下发生，导致晶格一维周期性的丧失，在晶体和非晶相之间产生一个过渡相--混沌相，微观尺度上是非周期的，而介观尺度上是有序的。这种混沌相二维多功能薄膜是一种无序的类黑磷三维自组装层，具有良好的机械强度，厚度为1.15 nm。大体积的2D-M0 F材料容易被剥离成具有前所未有的均匀性和均匀性以及先前未达到的横向尺寸（>10 μ π ι）的克级单层纳米片，这是第一种可大规模生产的单层2D材料，并且可以在基底上形成晶片级膜。
2019-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Characterization of the second- and third-order nonlinear optical susceptibilities of monolayer MoS$_2$ using multiphoton microscopy
我们报告的二次和三次谐波产生在单层的MoS $_\mathrm{2}$作为一种工具，用于成像和准确地表征材料的非线性光学性能在1560 nm激发。使用表面非线性光学处理，我们推导出表达式相关的实验测量的第二和第三阶非线性片的磁化率的大小，获得值的$|χ_s^{(2)}|=2.0\times10^{-20}$ m $^2$ V $^{-1}$和第一次为单层钼$_\mathrm{2}$，$|χ_s^{(3)}|=1.7\times10^{-28}$ m $^3$ V $^{-2}$。这些片材极化率对应于$|χ_{b}^{(2)}|=2.9\times10^{-11}$ m V $^{-1}$和$|χ_{b}^{(3)}|=2.4\times10^{-19}$ m $^2$ V $^{-2}$的有效体积非线性极化率值，说明了片材厚度。还进行了MoS $_\mathrm{2}$和石墨烯之间的实验比较，证明了单层MoS $_\mathrm{2}$中的$\sim$ 3.4倍的三阶非线性，突出了该材料在电信C波段的非线性光子学的潜力。
2016-11-15 cond-mat.mes-hall physics.optics
Modeling of Anisotropic Two-Dimensional Materials Monolayer HfS2 and Phosphorene MOSFETs
通过量子输运模拟研究了基于二维各向异性材料单层HfS2和磷烯的金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的弹道输运特性。我们重点研究了沟道晶体取向和沟道长度缩放对器件性能的影响。特别是，简并导带（CB）谷在单层HfS2的作用进行了全面的分析。基准单层HfS2与磷烯MOSFET，我们预测，沟道取向对器件性能的影响是弱得多，在单层HfS2比磷烯由于单层HfS2的退化CB谷。我们的模拟还表明，在10 nm的沟道长度尺度，磷烯MOSFET优于单层HfS2 MOSFET的导通电流。然而，据观察，单层HfS2 MOSFET可以提供可比的，但有点退化，与磷烯MOSFET相比，在5 nm沟道长度的器件性能。
2015-05-17 cond-mat.mes-hall
Strain effects on monolayer MoSi2N4: ideal strength and failure mechanism
最近，在实验中成功地合成了具有六方结构的二维单层MoSi2N4（Hong等人，2020 Science 369，670）。所制备的单层MoSi_2N_4具有优异的力学性能。受实验的启发，我们进行了第一性原理计算，以调查单层MoSi2N4的机械性能，包括其理想的拉伸强度，临界应变，和故障机制。我们的研究结果表明，单层MoSi2N4可以承受的应力高达51.6和49.2 GPa沿锯齿形和扶手椅方向，分别。相应的临界应变分别为26.5%和17.5%。对于双轴应变，理想的拉伸强度为50.6 GPa，临界应变为19.5%。与单层MoS2相比，单层MoSi2N4具有更高的弹性模量和理想的拉伸强度。有趣的是，MoSi 2 N4的锯齿方向临界应变和破坏机制与MoS 2的扶手椅方向几乎相同，而MoSi 2 N4的扶手椅方向临界应变和破坏机制与MoS 2的锯齿方向相似。我们的工作揭示了单层MoSi2N4的显着的机械特性。
2021-01-28 cond-mat.mes-hall
Exciton-exciton annihilation in MoSe2 monolayers
利用飞秒瞬态吸收显微镜研究了MoSe 2单层和体样品中激子的动力学行为。激子由750 nm和100 fs的激光脉冲共振注入，并由在790 - 820 nm范围内调谐的探测脉冲检测。我们观察到一个强烈的密度依赖性的激子布居的初始衰减的单层，这可以很好地描述了激子-激子湮灭。在可比条件下，未在原液中观察到此类特征。我们还观察到激子相空间填充引起的饱和吸收，这表明它们作为可饱和吸收体的潜在应用。
2013-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
In-situ profiling of pressure-induced exciton traps in suspended MoS$_2$ monolayers
本研究实现了带纳米孔衬底上悬浮MoS$_2$单层空间轮廓的原位读出，通过环境压力调控其弯曲程度以获得可调激子陷阱，可同时操控数百个单层，为二维材料激子调控提供了新方法。
2025-09-04 cond-mat.mes-hall
Many-Body Rashba Spin-Orbit Interaction and Exciton Spin Relaxation in Atomically Thin Semiconductor Structures
Justus-Liebig-Universität Gießen（吉森大学）；Technische Universität Berlin（柏林工业大学）
研究通过建立多粒子 Rashba 霍金量，揭示了二维半导体中局部电场对激子自旋弛豫的影响，发现 MoSe₂ 在特定条件下表现出快速自旋弛豫。
2026-02-17 cond-mat.mes-hall
Edge modes in zigzag and armchair ribbons of monolayer MoS$_2$
我们探索的电子结构，轨道特性和拓扑方面的单层MoS $_2$纳米粒子使用紧束缚（TB）和低能量（${\bm k}\cdot{\bm p} $）模型。我们在单层MoS $_2$的Z字形带中得到了一个中间带隙边缘模，它可以追溯到体能带结构的拓扑性质。单层MoS $_2$可以被认为是谷霍尔绝缘体。扶手椅边缘处的边界条件混合了边缘上的谷，并且在边缘模式中诱导了间隙。价带中的自旋-轨道耦合降低了体态的杂化。
2016-10-29 cond-mat.mes-hall
Spin-Polarized Electrons in Monolayer MoS$_2$
光学极化率是对二维电子气基态的一种局域的、微创的、自旋选择性的探测。我们将此探针应用于MoS $_2$的门控单层。我们证明了电子是自旋极化的。在四个可用频带中，只有两个被占用。这两个带具有相同的自旋但不同的谷量子数。我们认为，强库仑相互作用是这种自发对称性破缺的一个关键方面。玻尔半径是如此之小，以至于即使是在相空间中相距很远的电子也会相互作用，从而促进交换耦合以对齐自旋。
2018-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Hole Transport in Exfoliated Monolayer MoS$_2$
常见的半导体过渡金属二硫属化物（TMDC）如MoS $_2$、WS $_2$、MoSe $_2$和WSe $_2$的理想单层具有许多类似的电子性质。然而，正如所有半导体的情况一样，这些系统的物理响应在很大程度上取决于每种化合物特有的缺陷。在这里，我们研究了这些TMDC的脱落单层支持高质量、平衡良好的双极传导的能力，这已经在WS $_2$、MoSe $_2$和WSe $_2$中得到证实，但在MoS $_2$中没有得到证实。使用离子液体门控晶体管，我们表明，相反WS $_2$，MoSe $_2$，和WSe $_2$，在剥离的二硫化钼$_2$单层空穴传输是系统异常的，表现出最大的导电率在负栅电压（V $_G$），随后由高达100倍的抑制进一步增加V $_G$。为了理解这种差异的起源，我们已经进行了一系列的实验，包括在MoS $_2$单层和较厚的多层膜，在剥离和CVD生长的单层，以及依赖于栅极的光学测量（拉曼和光致发光）和扫描隧道成像和光谱的空穴传输的比较。与现有的{ \it从头算}计算一致，所有这些实验的结果一致地解释在与硫族元素空位相关的缺陷方面，仅在MoS $_2$单层中-而不是在较厚的MoS $_2$多层膜中，也不是在其他常见的半导体TMDC的单层中-在靠近作为强空穴陷阱的价带的顶部的间隙中产生状态。我们的研究结果表明，系统地研究缺陷如何决定二维半导体材料的性能和开发方法来控制它们…
2018-04-24 cond-mat.mes-hall
Study of Electron Transport in Organic and Inorganic Atomic Monolayer Based MOS/MOSFET
有机和无机单分子层材料在纳米电子学中的潜在应用引起了广泛的研究兴趣。在本论文中，我们研究了有机单层膜如三氯（1H，1H，2 H，2 H-全氟辛基）硅烷（FOTS），六甲基二硅氮烷（HMDS）和无机单层膜如六方氮化硼（h-BN）和二硫化钼（MoS_2）基MOS器件。基于有机单层的构型为Au/FOTS/p-Si和Au/HMDS/p-Si。基于无机单层的结构为Au/MoS_2/SiO_2/p-Si和Au/h-BN/SiO_2/p-Si。利用多介质能带图程序（MEBDP）和MOSFeT模拟软件对这些结构进行了研究，并与Au/SiO2/p-Si MOS结构进行了比较。本文报道了FOTS、HMDS、h-BN、MoS_2和SiO_2的MOS和MOSFET的C-V和I-V特性。结果表明，上述结构适用于设计漏致势垒降低（DIBL）和阈值电压降低的MOSFET。我们注意到，上述配置优于沟道长度为10 nm的2nm厚的基于SiO2的MOSFET。
2014-09-23 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Width-dependent Photoluminescence and Anisotropic Raman Spectroscopy from Monolayer MoS$_2$ Nanoribbons
过渡金属二硫属化物的单层例如MoS $_2$是直接带隙半导体，由于强垂直限制，其光学和电子性质不同于多层。尽管单层的厚度有基本的限制，但隔离层的电子结构可以进一步调整，具有纳米结构（如量子点或纳米带）的横向自由度。虽然一维限制的单层半导体被预测有有趣的大小和边缘依赖性的自旋电子学应用有用的属性，单层过渡金属二硫属化物纳米带的光电功能的实验是有限的。我们使用纳米光刻技术来创建单层的MoS $_2$纳米带，其横向尺寸低至20 nm。拉曼光谱显示出偏振各向异性和强度的尺寸依赖性。用这种技术制备的纳米带显示出对边缘缺陷的敏感性降低，并发射光致发光，其具有可以从现象学模型理解的尺寸依赖性能量。制备具有强激子发射的单层纳米带有助于开发具有可控特性的低维光电器件。
2017-09-12 cond-mat.mes-hall
Imaging the Quantum Capacitance of Strained MoS2 Monolayers by Electrostatic Force Microscopy
本文利用射频辅助静电力显微镜在300 MHz下区分并同时成像双轴应变MoS2单层气泡的本征量子电容与缺陷电容贡献，提出了一种非侵入式纳米级电容成像方法，可用于研究量子材料中难以测量的时空依赖现象。
2024-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A tight-binding model for MoS$_2$ monolayers
我们提出了一个精确的紧束缚参数化的能带结构的MoS $_2$单分子膜附近的主要能隙。我们介绍了一个通用的和简单的推导带能量方程，可用于其他单层dichalcogenides。还提供了包括自旋轨道耦合的参数化。建议的一套模型参数再现正确的轨道组成和位置的价带和导带的从头计算比较。该模型给出了一个合适的起点，现实的大规模原子电子输运计算。
2015-07-01 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
Optoelectronic properties of defective MoS$_2$ and WS$_2$ monolayers
基于Slater Koster紧束缚模型，考虑自旋轨道耦合，从理论上研究了金属和二硫空位对MoS $_2$和WS $_2$单分子膜的电子和光学性质的影响.我们发现，空位缺陷通过向价带移动费米能级来产生电子平带，这表明这两种类型的空位都可以作为受体位点。原始单分子膜的光谱显示出阶跃特征，对应于从自旋分裂价带到导带最小值的跃迁，而有缺陷的单分子膜在其能带结构中的诱导中间带隙态在其光谱中表现出额外的峰。我们发现Mo和W空位主要在低能光谱中贡献，而S $_2$空位主要在可见光谱范围内提高了电导率.这表明，取决于空位的类型，MoS $_2$和WS $_2$单层中的原子缺陷可以增加光伏系统中使用的太阳能电池的效率。
2018-05-24 cond-mat.mes-hall
Berry curvature in monolayer MoS$_2$ with broken mirror symmetry
理想的1H相单层MoS $_2$具有镜面反射对称性，但这种对称性在通常的实验情况下被破坏，其中单层被放置在衬底上。利用k $\cdot$ p微扰理论，研究了镜像对称破缺对材料Berry曲率的影响.我们发现对称性破缺可以显著地修改Berry曲率，并且由于修改的Berry曲率而引起的自旋/谷霍尔效应与最近的实验结果[Science $\bf 344$，1489（2014）]定性一致，这不能用忽略镜像对称性破缺的先前理论来解释。
2018-04-17 cond-mat.mes-hall
Exciton band structure of monolayer MoS2
从理论上研究了单层$_2$中激子的性质，结果表明，低能激子态出现在布里渊区中心和布里渊区拐角处，布里渊区中心的结合能与二维类氢模型的$(n-1/2)^{-2}$模式有很大的偏离，在布里渊区中心的谷简并激子偶极子在有限动量下分裂成具有非解析线性色散的上模和具有二次色散的下模。虽然单层MoS $_2$是一种直接带隙半导体时，其准粒子能带结构分类，它很可能是一个间接的间隙材料时，其激发光谱分类。
2015-02-16 cond-mat.mes-hall
Junction-Less Monolayer MoS2 FETs
本文介绍了单层二硫化钼（MoS2）为基础的无结（JL）场效应晶体管（FET），并评估其性能在最小的可预见的（5.9 nm）晶体管沟道长度根据国际半导体技术路线图（ITRS），采用严格的量子输运模拟。通过与传统的基于MoS2的FET的比较，发现JL结构自然地赋予MoS2 FET优异的器件静电特性，以及对于高性能和低待机功率应用的更高的导通电流，特别是在高杂质掺杂密度下。除了MoS2结型场效应晶体管的优点外，杂质散射引起的结型场效应晶体管载流子迁移率下降的影响也被强调为开发其独特功能所要解决的关键技术问题。
2015-09-02 cond-mat.mes-hall
Bandgap Engineering of Strained Monolayer and Bilayer MoS2
本文报道了在0-2.2%范围内的单轴拉伸机械应变对单层和双层二硫化钼（MoS 2）二维晶体的声子谱和能带结构的影响。首先，我们采用拉曼光谱观察声子软化与应变增加，打破了在E'拉曼模式的MoS 2的简并，并提取一个Grüneisen参数约1.06。其次，使用光致发光光谱，我们测量的光学带隙的二硫化钼，这是大致线性应变，单层二硫化钼的~45 meV%的应变和双层二硫化钼的~120 meV%的应变的减少。第三，我们观察到一个显着的应变引起的单层二硫化钼的光致发光强度的下降，这是指示的直接到间接的过渡的字符的光学带隙的这种材料在施加的应变为~ 1.5%，一个值支持的第一性原理计算，包括激子效应。这些观察结果构成了应变工程的能带结构的新兴类的二维晶体，过渡金属二硫属化物的第一个演示。
2013-09-20 cond-mat.mes-hall
Exciton interaction induced spin splitting in MoS$_2$ monolayer
在$13$ K温度下，用圆偏振连续波激光非共振泵浦MoS $_2$单层膜，观察到激子能量红移，从而打破了自旋相反的B激子之间的简并。当激光功率达到$18$ meV时，能量分裂单调增加，而随着温度的升高，能量分裂减小。这一现象可以通过同时考虑导致红移的带隙重整化和导致自旋相关分裂的激子-激子库仑交换相互作用来进行理论解释。我们的结果提供了一个简单的方案来控制的自由度的谷在MoS $_2$单分子膜，并提供了一个可行的方法来研究多体激子激子相互作用在这类材料。
2020-01-06 cond-mat.mes-hall
Fundamental miniaturization limits for MOSFETs with a monolayer MoS$_2$ channel
我们提出了一个理论模型来描述一个晶体管的操作与二硫化钼单层通道，它允许获得一个解析近似的潜在的通道。该电位取决于漏极和栅极电压。在此基础上，我们估计的最小通道长度，由于量子隧穿通过势垒的基本限制。结果表明，相对较大的有效质量的电子在MoS 2单层允许预测创建一个显着较短的（2.5 - 3 nm）的长度比传统的硅MOSFET的沟道的设备。这些器件有望成为新一代超快电子器件。
2021-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The quantum challenge on mesoscopic level
大多数专家拒绝大卫·玻姆在1952年提出的量子势。但是，如果没有量子力，就不可能描述在超导体纳米结构中观察到的一些量子介观现象。
2007-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Theoretical and experimental investigation of vacancy-based doping of monolayer MoS$_2$ on oxide
过渡金属二硫属化合物单层膜是一种新型的二维带隙材料。对于器件的应用，我们认为MoS $_2$层的电子结构，特别是在这项工作中，空位的效果。在基于密度泛函的模拟中，我们考虑了氧化物板中的近界面O空位和MoS $_2$层中的Mo或S空位的影响。计算了每个系统和不同氧化物终端的能带结构和原子投影态密度，以及无缺陷的MoS $_2$ -SiO2系统和隔离电介质层的能带结构和原子投影态密度，以供参考。在我们的结果中，我们发现，与O空位，Hf-终止的HfO $_2$ -MoS $_2$系统，和O-终止和H-钝化的Al $_2$ O $_3$ -MoS $_2$系统出现金属由于掺杂的氧化物板，然后电子转移到MoS $_2$，以类似于调制掺杂的方式。然后通过电学和光谱表征由缺氧氧化铝和氧化物封装的背栅单层MoS $_2$场效应晶体管，实验证明了由具有氧空位的高k氧化物对单层MoS $_2$的n型掺杂。
2016-06-09 cond-mat.mes-hall
Extrinsic Origin of Persistent Photoconductivity in Monolayer MoS2 Field Effect Transistors
最近发现的二硫化钼（MoS2）的光响应显示了相当大的潜力，这些二维过渡金属dichalcogenides的光电应用。在MoS2的各种类型的光响应中，已经报道了不同水平的持续光电导（PPC）。然而，尽管PPC效应对材料的光响应具有重要意义，但对MoS2中PPC效应及其机制的详细研究仍然不可用。在这里，我们提出了一个系统的PPC效应在单层二硫化钼的研究，并得出结论，该效果可以归因于随机本地化的设备中的电位波动。值得注意的是，电位波动源自基于PPC的衬底效应的外部源。此外，我们指出了在二硫化钼的PPC效应和二硫化钼的逾渗输运行为之间的相关性。我们展示了一种独特而有效的方法来控制单层MoS2中的PPC效应，这可能会为未来基于MoS2的光电应用提供新的功能。
2015-05-20 cond-mat.mes-hall
First-order magnetic phase-transition of mobile electrons in monolayer MoS$_2$
一阶磁相变的栅控二维半导体，单层-MoS $_2$的证据。相边界将低电子密度下的自旋极化（铁磁）相和高电子密度下的顺磁相分离。光学响应的突然变化表示磁性的突然变化.从而通过施加到器件的栅电极的电压来控制磁序。伴随磁性变化的是电子有效质量的大变化。
2019-11-22 cond-mat.mes-hall
Spintronics in MoS_2 monolayer quantum wires
本文对MoS_2单层扶手椅型量子线和量子点中的自旋效应进行了解析和数值研究。由电场引起的内禀和Rashba自旋轨道相互作用之间的相互作用导致螺旋模式，从而在时间反演不变系统中引起自旋过滤。Rashba自旋轨道相互作用也可以通过空间变化的磁场产生。在这种情况下，系统可以处于具有几乎完美的自旋极化的螺旋状态。如果这样的量子线被带到接近s波超导体，系统可以被调谐到拓扑相，导致在线端的中隙马约拉纳费米子。
2013-04-16 cond-mat.mes-hall
Quantum transport and observation of Dyakonov-Perel spin-orbit scattering in monolayer MoS$_2$
第6族过渡金属二硫属化物的单层膜是未来基于自旋、谷和电荷的应用的有希望的候选者。这些材料中的量子输运反映了真实自旋和伪自旋（谷）弛豫过程之间的复杂相互作用，这导致对经典电导率的正或负量子校正。在这里，我们报告的实验观察到的交叉从弱本地化弱反本地化在高n掺杂单层二硫化钼。我们发现，交叉可以解释由一个单一的参数与电子自旋寿命的系统。我们发现自旋寿命与动量弛豫时间成反比，表明自旋弛豫是通过Dyakonov-Perel机制发生的。
2015-07-21 cond-mat.mes-hall
Transport properties of monolayer MoS$_2$ grown by chemical vapour deposition
最近通过化学气相沉积（CVD）生长单层MoS $_2$的成功为将这些材料应用到薄膜电子和光电子器件中开辟了前景。在这里，我们研究了高品质的CVD生长的单层MoS $_2$的单个微晶的电子输运性质。该器件显示出高达500 cm $^2$ V $^{-1}$ s $^{-1}$的低温迁移率和在高掺杂密度下的金属导电的清晰特征。这些特性与文献中最好的机械剥离单层的电子性质相当，验证了CVD生长材料的高电子质量。我们分析了不同的散射机制，并表明，短程散射在低温下的高导电制度中起着主导作用。此外，声子的影响，这些设备的限制因素进行了讨论。
2014-01-06 cond-mat.mes-hall
Infrared to terahertz optical conductivity of $n$-type and $p$-type monolayer MoS$_2$ in the presence of Rashba spin-orbit coupling
我们研究了Rashba自旋轨道耦合（SOC）对n型和p型单层MoS 2光电性质的影响。在Kubo形式主义内计算光学电导率。我们发现，自旋翻转跃迁启用的Rashba SOC的结果在光谱中的宽吸收窗口。此外，我们评估的辐射的偏振方向，温度，载流子密度，和强度的Rashba自旋轨道参数的光学电导率的影响。我们发现，吸收峰或吸收窗口的位置，宽度和形状可以通过改变这些参数进行调谐。这项研究表明，单层二硫化钼可以是一个有前途的可调光学和光电材料，是活跃的红外太赫兹光谱范围。
2021-09-16 cond-mat.mes-hall
Dependence of the magnetic interactions in MoS$_2$ monolayer on Mn-doping configurations
理解在$2H$ -MoS $_2$单层中可能遇到的各种Mn掺杂配置的磁性可能对其在自旋电子学中的使用是有益的。采用密度泛函理论加Hubbard U（DFT $+$ U）方法，研究了MoS $_2$单层中Mn原子的单取代、双取代和三取代构型对MoS单层总磁化强度的影响.我们发现，掺杂配置起着关键作用，在稳定的铁磁态Mn掺杂的MoS $_2$单层。事实上，Mn-Mn磁性相互作用被发现是铁磁的，并且对于Mn在等距替代位置处的磁性相互作用是强的，其中平均间隔范围为6-11 μ m。最强的铁磁相互作用被发现时，取代是在第二近邻的扶手椅链的Mo-网站。成簇在能量上是有利的，但它强烈地降低了铁磁交换能。我们的研究结果表明，有序的Mn掺杂剂的MoS $_2$单层需要增加其潜在的铁磁性。
2019-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain-engineering of Berry curvature dipole and valley magnetization in monolayer MoS$_2$
贝里曲率偶极子是一个物理量，它被认为可以在一系列固态系统中产生各种量子几何现象。单层过渡金属双硫族化合物提供了一个特殊的平台，调制和研究Berry曲率偶极子通过应变。在这里，我们从理论上证明和实验验证单层MoS $_\rm{2}$的谷轨道磁化的产生作为响应面内电场由于Berry曲率偶极子。测量的谷轨道磁化强度与计算的Berry曲率偶极子显示出很好的一致性，可以通过应变的大小和方向来控制。我们的结果表明，Berry曲率偶极子作为一个有效的磁场载流系统，提供了一种新的途径产生磁化。
2019-07-02 cond-mat.mes-hall
Substrate Induced Optical Anisotropy in Monolayer MoS$_2$
在（11-20）面蓝宝石衬底上生长的单层MoS $_2$在紫外-可见光范围内具有面内光学各向异性。基于所测量的光学各向异性，已经确定了沿着下面的蓝宝石衬底的寻常方向和非常方向偏振的光学跃迁之间的能量差。这一结果与第一性原理计算预测的介电环境对单层MoS $_2$电子能带结构和激子结合能的影响相一致。这项研究的输出提出了对称性作为一个新的自由度的介电工程的二维材料。
2020-03-27 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Magneto-excitons in large area CVD grown monolayer MoS$_{2}$ and MoSe$_{2}$ on sapphire
利用磁透射谱研究了大面积单层MoS $_{2}$和MoSe $_{2}$的谷塞曼效应。A激子和B激子的谷g因子的提取值与$g_v \simeq -4.5$相似。由于在高温（$700^\circ$ C）下在蓝宝石上的CVD生长，预期样品是应变的。然而，在低温下最大的估计应变仅为$\simeq 0.2\%$。理论上的考虑表明，应变太小，不能显著影响电子性质。这通过谷g因子的测量值和带隙的测量温度依赖性来证实，其对于CVD和机械剥离的MoS $_2$几乎相同。
2016-04-12 cond-mat.mes-hall
Many-body exchange-correlation effects in MoS$_2$ monolayer: The key role of nonlocal dielectric screening
在无规相位近似（RPA）下，考虑动态电子-电子相互作用效应，计算了$\rm{MoS_2}$单分子膜在$T=0$上的准粒子性质.计算了电子掺杂的$\rm{MoS_2}$单层板的最小质量狄拉克哈密顿量和准二维性质的库仑相互作用在这个系统中被考虑修改的Keldysh型的相互作用。在计算了延迟自能的实部和虚部后，我们找到了谱函数，并讨论了非本征变量如介质和载流子密度对准粒子峰的出现和位置的影响。我们还报道了在较宽的耦合常数和载流子密度范围内的重整化常数和有效费米速度的计算结果。我们表明，有效费米速度求解自洽戴森方程有一个绝对不同的行为从一个发现从壳近似。结果表明，单层的非局域介电屏蔽使$\rm{MoS_2}$单层的费米液体图像趋于稳定，并且该系统的相互作用强度参数是耦合常数、载流子密度和屏蔽长度的多变量函数.
2020-08-26 cond-mat.mes-hall
Electrical Control of Optical Properties of Monolayer MoS$_2$
本文研究了场效应晶体管结构中单层二硫化钼（MoS $_2$）的光致发光和光吸收的电选通。我们观察到一百倍的光致发光强度增加，并在这些设备中的吸收增加~660 nm时，外部栅极电压从+50 V到-50 V，而光致发光波长几乎保持不变。相反，在双层MoS $_2$器件中，我们观察到光致发光几乎没有随栅极电压的变化。我们建议，单层和双层器件的不同响应有关的激子在MoS $_2$与载流子的相互作用。
2012-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Plasmons and screening in a monolayer of MoS$_2$
本文在无规相近似下研究了二硫化钼单层膜的动态介电函数。而在石墨烯中，等离子体激元的阻尼是由带间跃迁引起的，由于单层MoS $_2$中的大的直接带隙，集体电荷激发进入带内电子空穴连续体，类似于二维电子和空穴气体中的情况。由于在MoS $_2$中不存在电子-空穴对称性，因此p型和n型掺杂样品中的等离子体激元能量明显不同。由大的内在自旋轨道相互作用引起的自旋简并的打破导致足够大的载流子浓度，空穴以及电子的弗里德尔振荡的跳动。
2013-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Second Harmonic Generation in h-BN and MoS$_2$ monolayers: the role of electron-hole interaction
在这封信中，我们通过第一原理数值模拟表明，电子-空穴相互作用显着有助于h-BN或MoS $_2$单分子膜的二次谐波产生谱。具体而言，它使激子共振处的信号强度相对于来自独立电子跃迁的贡献加倍。这一结果表明，这些材料的二次谐波信号的强度可以通过改变介电屏蔽，控制电子-空穴相互作用的强度进行调谐。
2013-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Annihilation mechanism of excitons in a MoS2 monolayer through direct Förster-type energy transfer and multistep diffusion
原子薄的MoS 2层是一种直接带隙半导体，由于极端的量子限制和库仑相互作用的减少屏蔽，表现出强的电子-空穴相互作用，这导致在室温下形成稳定的激子。因此，MoS 2单层的各种激子性质在确定轻物质相互作用的强度，包括它们的辐射复合寿命和光电响应方面是极其重要的。本文报道了利用瞬态吸收光谱对MoS_2单分子膜中各种激子的湮灭机制的综合研究。我们严格地证明了Förster型共振能量转移是A-和B-激子的主要湮灭机制，而多步扩散过程负责C-激子的湮灭，这得到了关键的科学证据的支持。
2020-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Statistical Study of Deep Sub-Micron Dual-Gated Field-Effect Transistors on Monolayer CVD Molybdenum Disulfide Films
具有1.8 eV直接带隙的单层二硫化钼（MoS 2）是一种有前途的二维材料，在下一代纳米电子应用中有可能超过石墨烯。本文采用化学气相沉积（CVD）方法在Si/SiO_2衬底上制备单层MoS_2薄膜，并对基于双栅MoS_2场效应晶体管的器件性能进行了全面的研究。超过100个设备进行了研究，以获得在CVD二硫化钼的设备性能的统计描述。我们检查和缩小规模的晶体管的沟道长度为100 nm，并实现了创纪录的高漏电流62.5 mA/mm的CVD单层二硫化钼膜以往报道。我们进一步提取了低功函数金属Ti在单层CVD MoS 2上的本征接触电阻，其期望值为175 Ω.mm，通过适当的选通可以显著降低到10 Ω.mm。最后，得到了不同沟道长度下载流子的场效应迁移率（μFE）。考虑到接触电阻的影响，单层CVD MoS 2薄膜的平均和最大本征μFE分别为13.0和21.6 cm 2/Vs。
2013-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Impact of intrinsic deformations on the negative differential resistance of monolayer MoS$_2$ ultra-short channel MOSFET
在这项工作中，我们提出了一个研究的各种内在的变形，如波纹，扭曲，包裹的超短单层二硫化钼通道的电子特性的影响。采用密度泛函理论和非平衡格林函数（DFT-NEGF）方法研究了3.5 nm平面单层MoS 2 MOSFET的形变效应（3- 7 °扭曲或缠绕，0.3-0.7屈曲幅度）.我们研究了不同条件下的沟道态密度、透射谱和ID-VD特性，重点研究了负微分电阻（NDR）行为。我们的研究结果表明，显着的变化，在NDR峰谷比（PVR）和NDR窗口与这种微小的内在变形，特别是与波纹。
2013-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effective lattice Hamiltonian for monolayer MoS2 : Tailoring electronic structure with perpendicular electric and magnetic fields
提出了一种描述单层$_2$低能带结构的有效晶格哈密顿量，并研究了垂直电场和磁场对其电子结构的影响.基于钼原子的$d$轨道和硫原子的$p$轨道的杂化，推导了一个紧束缚模型，然后利用准简并分割方法，引入了一个改进的单层MoS $_2$的双带连续模型.我们的理论证明了系统的低能激发不再是有质量的狄拉克费米子。它揭示了电子和空穴质量之间的差异，并提供了三角翘曲效应。此外，我们预测在朗道能级的谷简并打破效果。此外，我们也发现施加一个垂直于单层的闸极电压会改变电子结构，包括带隙和有效质量。
2013-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal conductivity of monolayer MoS2, MoSe2, and WS2: Interplay of mass effect, interatomic bonding and anharmonicity
声子是理解单层过渡金属二硫属化合物热性质的关键，这限制了其潜在应用的热性能。我们通过第一性原理计算研究了MoS 2、MoSe 2和WS 2的晶格动力学和热力学性质。得到的声子频率和热导率与测量值吻合得很好。我们的研究结果表明，二硫化钼的热导率是最高的三种材料中，由于其低得多的平均原子质量。我们还讨论了质量效应、原子间成键和非简谐振动在决定WS 2热导率方面的竞争。WS 2中的强共价W-S键合和低非谐性被认为是理解其比MoSe 2高得多的热导率的关键。
2015-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic electron spin relaxation due to the D'yakonov-Perel' mechanism in monolayer MoS$_2$
本文研究了单层二硫化钼中D 'yakonov-Perel'机制引起的内禀电子自旋弛豫。由于两个谷中垂直于单层二硫化钼平面的相反的有效磁场以及谷间的电子-声子散射，揭示了一个谷间的面内自旋弛豫通道。谷间电子-声子散射始终处于弱散射极限，导致面内自旋弛豫时间随温度的升高而迅速减小。面内自旋弛豫时间随电子密度的增加而减小。
2013-12-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Discrete quantum dot like emitters in monolayer MoSe2: Spatial mapping, Magneto-optics and Charge tuning
过渡金属二硫属化物单层膜如MoSe 2、MoS 2和WSe 2是具有原始光电和自旋谷特性的直接带隙半导体。在这里，我们报告光谱尖锐，空间定位发射单层MoSe 2。我们发现这种量子点样的发射在样品剥离到金基板上，也悬浮薄片。空间映射示出了发射器的位置与薄片中的褶皱（应变区域）的存在之间的相关性。我们调整的发射特性，在磁场和电场施加垂直于单层平面。我们提取的离散发射器的激子g-因子接近-4，在这种材料中的二维激子。在一个电荷可调的样品中，我们记录离散的跳跃在meV规模的电荷被添加到发射极时，改变施加的电压。控制这些量子点状发射体的发射特性为进一步工程化这些原子级薄材料中的轻物质相互作用铺平了道路。
2016-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exciton Diamagnetic Shifts and Valley Zeeman Effects in Monolayer WS$_2$ and MoS$_2$ to 65 Tesla
报道了单层WS $_2$和单层MoS $_2$在低温（4~K）和高磁场（65~T）下的圆偏振反射光谱。A和B激子跃迁都表现出清晰且非常相似的塞曼分裂，约为$-$ 230~ $μ$ eV/T（$g\simeq -4$），首次测量了单层过渡金属二硫化物中的谷塞曼效应和相关的$g$因子。这些结果的补充，并与最近的低场光致发光测量的谷简并打破在单层二硒化物MoSe $_2$和WSe $_2$。此外，在我们的研究中使用的非常大的磁场，使我们能够观察到的A和B激子在单层WS $_2$（0.32和0.11~ $μ$ eV/T $^2$，分别）的小的二次抗磁位移，从中我们计算激子半径为1.53~nm和1.16~nm。当在单层半导体中的非局部介电屏蔽模型内分析时，这些抗磁位移也约束并提供了激子结合能的估计（A和B激子分别为410 meV和470 meV），进一步突出了高磁场对于理解新的2D材料的效用。
2015-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Steady-state nonlinear optical response of excitons in monolayer MoSe$_2$
单层过渡金属二硫属化物（TMD）半导体如MoSe $_2$具有强束缚激子，已知其表现出强共振三阶非线性响应。虽然已经有许多研究的单层TMD的超快非线性响应，稳态非线性响应的研究是缺乏的。我们报道了在7 K时，在hBN包裹的单层MoSe $_2$中激子的稳态双色非线性响应的综合研究。我们观察到与中性和带电激子物种，这是强烈依赖于泵和探针的偏振的差分传输（DT）信号。我们的研究结果进行了比较的激子-激子，激子-trion，trion-trion相关性的T-矩阵配方的基础上的理论模型。参数的选择，使理论准确地再现实验DT光谱，这被发现是占主导地位的两个激子的相关性没有强的双激子结合，激子trion吸引力的相互作用，并通过非相干弛豫强自旋混合。
2021-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain effects on the spin-orbit induced band structure splittings in monolayer MoS2 and graphene
采用第一性原理计算，计算了应变对单层MoS 2中价带顶和导带底的自旋轨道诱导分裂以及石墨烯中带隙的影响.这些分裂的各种对称类型的应变的依赖性描述通过一个有效的哈密顿量的方法的基础上的不变量和参数的模型中提取的拟合理论。这些分裂与声学声子变形势或电子-声子耦合矩阵元有关，这些矩阵元进入这些材料中传导的自旋相关散射理论。
2013-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical Properties of Charged Defects in Monolayer MoS$_2$
本文通过原子级紧束缚模型和Bethe-Salpeter方程计算单层MoS₂带电缺陷的光谱，发现缺陷在自由激子峰下方100-200 meV处产生新峰，源于带隙内束缚态跃迁，结果与实验一致。
2023-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
How do Quantum Effects Influence the Capacitance and Carrier Density of Monolayer MoS$_2$ Transistors?
当晶体管栅极绝缘体具有纳米级等效氧化物厚度（EOT）时，由于沟道的量子电容和电荷质心电容，栅极电容（$C_\textrm{G}$）变得小于氧化物电容（$C_\textrm{ox}$）。在这里，我们研究单层的MoS $_\textrm{2}$作为一个原型的二维（2D）通道的电容，同时考虑空间变化的潜力，电荷密度，和状态密度。在0.5 nm EOT处，单层MoS $_\textrm{2}$电容小于其量子电容，对于0.5 V和1 V之间的栅极击穿电压，将n型沟道的单栅极$C_\textrm{G}$限制在$C_\textrm{ox}$的63%和78%之间。尽管有这些限制，对于双栅极器件，单层MoS $_\textrm{2}$的导通态$C_\textrm{G}$在0.5 nm EOT时比硅的导通态大50%，在1 nm EOT时比InGaAs的导通态大三倍以上，这表明2D半导体在未来的技术节点上有望用于纳米级器件。
2023-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Measuring the Temperature of a Mesoscopic Quantum Electron System by means of Single Electron Statistics
利用金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET）量子点中$Si/SiO_2$界面处的点缺陷对电子的俘获和发射，测量了介观系统的温度.与以前的报道不同，我们发现Si n-MOSFET中点缺陷的捕获和发射可以与温度相关，最低可达800 mK。在有限量子巨正则系综模型下，利用缺陷中的时域电荷涨落来确定沟道中少量电子气的温度。
2010-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
