Van der Waals density functional: Self-consistent potential and the nature of the van der Waals bond
我们导出了对应于非定域范德华密度泛函的交换关联势[M。迪翁，H。Rydberg，E. Schroder，D. C. Langreth，和B. I. Lundqvist，《物理评论快报》92，246401（2004）]。我们使用这种潜在的自洽计算的基态属性的一些范德华络合物以及晶体硅。对于后者，很少或没有范德华相互作用的预期，我们发现，结果主要是由半局部交换和相关性在标准的广义梯度近似（GGA），与完全非局部项几乎没有影响。另一方面，我们的研究结果表明，范德瓦尔斯复合物的自洽在平衡分离的影响不大。这一发现验证了以前的计算与相同的功能，治疗完全非本地项作为一个后GGA扰动。我们的结果与波函数计算的比较表明，我们的方法的实用性。交换相关势也使我们能够计算赫尔曼-费曼力，从而提供了有效的几何弛豫方法，并释放了依赖于自洽电荷分布的其他标准技术的潜在用途。范德瓦尔斯键的性质进行了讨论的自洽键电荷。
2007-03-16 cond-mat.mtrl-sci
Magnetization Switching in van der Waals Systems by Spin-Orbit Torque
本文综述范德华材料产生的自旋电流诱导磁化翻转的研究进展，涵盖SOT与范德华材料基础及其在低功耗磁存储和逻辑中的应用。
2023-04-25 cond-mat.mtrl-sci
Experimentally Measured Field Effect Mobilities for Few Layer van der Waals Materials
2015年期间对二维材料MoS2、MoSe2、MoTe2、WS2、WSe2和黑磷的实验测量迁移率值进行了文献调查。
2018-10-17 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxy of new layered materials: 2D chalcogenides and challenges of weak van der Waals interactions
新材料在纳米技术中的应用开辟了新的前景，并实现了突破性的创新。二维范德瓦尔斯材料，更具体地说，二维硫属化物是一类有前途的新材料，等待它们在半导体工业中的使用。然而，依赖于行业兼容制造工艺的范德华材料的集成仍然是一个重大挑战。目前，这些新材料的应用仅限于研究实验室环境。范德瓦尔斯材料的大面积和单晶生长是满足半导体工业所隐含的挑战性需求的最重要要求之一。这篇综述有助于更广泛地了解范德华材料的集成-更具体的二维硫属化物-通过外延生长过程。这可以进一步追求（准）范德华同质和异质结构的大面积、单晶和无缺陷外延集成到半导体工业的伟大世界中的愿望。
2020-10-09 cond-mat.mtrl-sci
Bending-Induced Delamination of van der Waals Solids
尽管层状范德华固体片为定制设计纳米材料性能提供了很大的机会，但其弱的层间粘附力对机械变形的结构稳定性提出了挑战。在这里，弯曲引起的分层的多层片材的分子动力学模拟，使用石墨烯作为原型范德华固体。模拟显示，当石墨烯片的曲率半径大致减小到低于$R_c=5.3\text{nm}\times (\text{number of layers})^{3/2}$时，发生石墨烯片的分层，并且通常三分之一的层分层。这些明确的结果解释了一个通用的和透明的模型，一个有用的未来的参考指导纳米结构的范德华固体的设计。
2013-09-04 cond-mat.mtrl-sci
Incoherent phonon transport dominates heat conduction across van der Waals superlattices
超晶格中的热传导机制在不同类型的界面上可能是不同的。范德华超晶格是通过设计通过弱范德华相互作用物理组装的结构，并且可以拥有超出晶格匹配和加工兼容性的传统限制的特性，提供新型界面。在这项工作中，自然范德华（SnS）1.17（NbS2）n超晶格的合成，并测量其热导率作为界面密度的函数的时域热反射。结果表明，当声子相干长度大于超晶格周期时，（SnS）1.17（NbS2）n超晶格的热传导主要由界面散射主导，这表明即使在周期原子级薄且突变的情况下，非相干声子输运也主导范德华超晶格中的跨平面热传导。此外，我们的研究结果表明，广泛接受的传统超晶格的热传导机制，相干声子占主导地位时，周期短，是不适用的，由于对称性破缺在大多数范德瓦尔斯超晶格。我们的研究结果为理解范德华超晶格的热行为提供了新的见解，并根据不同类型的界面设计了有效的超晶格热管理方法。
2022-02-12 cond-mat.mtrl-sci
Is adhesion superficial? Silicon wafers as a model system to study van der Waals interactions
粘附是各个领域研究人员的关键问题，因此了解所涉及的参数至关重要。通常，仅采用表面参数来确定材料之间的粘附力。然而，范德华力不仅作用在表面附近的原子之间，而且作用在大块材料中的原子之间。在这篇综述中，我们描述了范德华相互作用的原理，并概述了实验和理论研究调查的表面下的材料对粘附力的影响。此外，我们提出了一个收集的数据表明，与原生氧化层的硅晶片是一个很好的模型基板研究范德华相互作用与涂层材料。
2012-02-28 cond-mat.mtrl-sci
Comparison of the DFT and field approaches to Van der Waals interactions in planparallel geometry
我们建立了一个一般的等效范德华相互作用能内的非本地范德华泛函的密度泛函理论的形式主义和内的形式主义的领域的方法的基础上的长期决定因素的电磁场模式。然后，我们明确地比较了这两种方法的情况下，一个planparallel几何形状与连续变化的介电响应函数，并表明它们各自的数值实现是不等价的。这使我们能够讨论这两种方法的优点和任何一种方法在一个简单的模型计算的可能优势。
2006-12-04 cond-mat.mtrl-sci
Implementation of van der Waals Density Functional Approach to the Spin-Polarized System: Interaction Potential between Oxygen Molecules
我们提出了一个实用的方法，自旋极化系统内的范德华密度泛函（vdw-DF）。该方法适用于气相氧分子和平行（H型）对氧分子。发现vdW-DF提高了平衡距离和结合能。特别是，一种类型的vdW-DF可以合理地描述这样的系统。范德华相互作用已被证实具有与磁相互作用相当的能量，但出现的距离比后者长。
2013-10-08 cond-mat.mtrl-sci
Atomic bonding and electrical characteristics of two-dimensional graphene/boron nitride van der Waals heterostuctures with manufactured defects via binding energy and bond-charge model
采用结合能-键-电荷模型研究了二维石墨烯/BN范德华异质结构的原子成键和电学性质。我们通过制造缺陷来操纵它的原子键合和电学性质。我们发现该过程产生了具有平带的能带结构，即，在费米能级上没有色散的水平能带结构。因此，我们的研究是有意义的，因为这是第一次报告，这种平面带的缺陷石墨烯/BN范德华异质结构。
2021-12-21 cond-mat.mtrl-sci
Van der Waals Coefficients of Atoms and Molecules from a Simple Approximation for the Polarizability
提出了一种简单有效的计算方法，利用密度泛函理论计算了近似的频率依赖极化率，从而得到了近似的范德华系数。从独立电子动能泛函的Tvas-Fermi-vonWeizsäcker（TFvW）近似出发，计算了原子和分子的动力学偶极极化率.因此计算了一些闭壳层离子和一些分子的范德华系数，并与完全第一性原理计算得到的值进行了比较。在这些测试案例中的成功显示了潜在的建议TFvW近似响应函数在捕捉远程相关性的本质，并可能提供有用的信息，用于构建一个功能，自然包括范德华相互作用。
2009-02-05 cond-mat.mtrl-sci
Are Magnons just the van der Waals interaction in Disguise?
该研究扩展了范德瓦尔斯相互作用的MBD模型以包含磁性，重现海森堡哈密顿量，并证明磁振子与电荷偶极波同源于多体电子密度涨落。
2024-03-13 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectrics and Photovoltaics in Endohedral Fullerenes-based van der Waals Heterostructures
采用密度泛函理论计算方法，研究了系列偏压可控内嵌富勒烯（TM@C28，TM= Ti-Ni）的铁电、电学和光学性质.重要的发现是，Cr@C28具有大的电偶极矩和适当的带隙（~1.2eV）作为铁电光伏材料的构建块。通过将Cr@C28分子夹在两个范德华层之间，例如，在石墨烯或过渡金属二硫属化物的情况下，异质结构可以具有具有高可调谐性和性能的奇异铁电和光伏性质。
2022-01-10 cond-mat.mtrl-sci
Van der Waals interactions in DFT made easy by Wannier functions
原子和分子之间普遍存在的范德华相互作用对于许多分子和固体结构是重要的。这些系统通常使用密度泛函理论（DFT）从第一原理进行研究。然而，通常使用的DFT泛函不能捕捉范德瓦尔斯效应的本质。已经提出了许多尝试来纠正这个问题，这是不完全令人满意的，因为它们要么是非常复杂和计算昂贵的或有一个基本的半经验的字符。我们在这里描述了一种新的方法，基于使用的最大局部化的Wannier函数，这似乎是有前途的，是简单的，高效的，准确的，和可转移的（电荷极化效应自然包括在内）。测试应用的结果。
2007-08-31 cond-mat.mtrl-sci
Evaluation of New Density Functional with Account of van der Waals Forces by Use of Experimental H2 Physisorption Data on Cu(111)
H2在Cu挑战理论低指数面上物理吸附势能曲线的详细实验数据。最近，密度泛函理论已经发展到也考虑非局部相关效应，包括范德华力。我们发现，一个功能，表示vdW-DF 2，给出了一个潜在的能量曲线有望接近实验导出的physosorptionenergy曲线。比较也给出了进一步改进的功能的迹象。
2011-09-04 cond-mat.mtrl-sci
The impact of Hubbard- and van der Waals-corrections on the DFT calculation of epsilon-zeta transition pressure in solid oxygen
本研究的目的是澄清的物理支配的固体氧从α相到zeta相的转变实验观察到在96 GPa使用密度泛函理论（DFT）。用PBE函数预测了在40 GPa下的转变。然后加入Hubbard修正以增强氧的p轨道局域化。ε-ζ转变压力显著提高到70 GPa。最后，我们加入了非局部范德瓦尔斯修正。转变压力略微增加到80 GPa。结果表明，Hubbard项的贡献优于van der Waals项.
2018-03-18 cond-mat.mtrl-sci
Cluster-surface and cluster-cluster interactions: Ab initio calculations and modeling of van der Waals forces
我们目前完全从头计算的范德华系数为两种不同的情况：i）氢化硅簇之间的相互作用;和ii）这些纳米结构和非金属表面（硅或碳化硅表面）之间的相互作用。所使用的方法是非常有效的，并允许包含数百个原子的系统的计算。所获得的结果进一步分析和理解的帮助下，简单的模型。这些模型可能是感兴趣的表面上的硅纳米结构的分子动力学模拟，在那里他们可以给出一个非常快速但足够准确的确定在大的分离的范德华相互作用。
2008-06-18 cond-mat.mtrl-sci
Van der Waals Layered Ferroelectric CuInP2S6: Physical Properties and Device Applications
铜铟硫代磷酸盐（CuInP2S6）由于其在室温下的范德华层状结构和强铁电性，近年来引起了人们的广泛关注。本文综述了CuInP2S6的结构、铁电、介电、压电和输运性质及其潜在的应用。我们还强调了与这种迷人的材料和同一家族的其他化合物有关的剩余问题和可能的研究方向。
2020-09-04 cond-mat.mtrl-sci
Van der Waals effects on grazing incidence fast atom diffraction for H/LiF(001)
从理论上研究了H原子入射LiF（001）表面的掠入射快原子衍射（GIFAD）。我们的模型结合了从密度泛函理论计算得到的H-LiF（001）相互作用的描述与动力学的半量子处理。我们分析模拟衍射图案的入射通道，与表面的运动法向相关的冲击能量，以及范德华（VdW）相互作用的相关性。然后，我们对比我们的模拟与实验模式不同的入射条件。我们最重要的发现是，对于正常能量低于0.5 eV和沿通道入射<100>，在我们的势能面包含范德华相互作用产生一个大大改善的模拟和实验之间的一致性。这种一致性强烈表明，在低到中等正常能量范围内，H/LiF（001）GIFAD中范德华相互作用的作用不可忽略。
2016-06-13 cond-mat.mtrl-sci
van der Waals Interactions Between Thin Metallic Wires and Layers
量子蒙特卡罗（QMC）方法已被用来获得精确的结合能数据对平行细金属线和层模拟的一维和二维均匀电子气。我们比较我们的QMC结合能与随机相位近似内得到的结果，发现显着的定量差异和分歧的渐近行为在低密度的双层。我们计算了金属双线和双层体系的对关联函数。我们的QMC数据可以用来研究范德华能量泛函。
2008-01-02 cond-mat.mtrl-sci
Van der Waals forces in density functional theory: perturbational long-range electron interaction corrections
远程交换和相关效应，负责目前使用的近似密度泛函在描述范德华力的失败，考虑到明确的分离后的电子-电子相互作用的哈密顿成短期和长期的组件。我们提出了一个“范围分离的混合”功能的基础上的局部密度近似的短程交换相关能，结合了长程精确的交换能。长程相关效应通过二阶微扰处理而增加。由此产生的方案是一般的，特别适合描述范德华络合物，如稀有气体二聚体。
2005-05-04 cond-mat.mtrl-sci
Van der Waals interaction between two crossed carbon nanotubes
给出了碳纳米管间范德华势能和作用力的解析表达式。两个碳原子的Lennard-Jones势和LA提出的涂抹近似方法Girifalco被使用。精确公式用有理函数和椭圆函数表示。计算了碳纳米管的电势和力。绘制了单壁和多壁纳米管的均匀电势曲线.平衡距离，最大吸引力，和势能已估计。
2008-11-03 cond-mat.mtrl-sci
Thermal transport in van der Waals graphene/boron-nitride structure: a molecular dynamics study
在范德瓦尔斯异质结构中，石墨烯/h-BN异质结构是二维纳米电子器件的合适候选者。本文采用非平衡分子动力学模拟方法，研究了石墨烯/h-BN双层结构和石墨烯/h-BN范德华异质结构（即h-BN薄片周期性地插入石墨烯层的顶部和底部）中的热传输。结果表明，随着体系长度的增加，石墨烯/h-BN双层材料的热导率增加。此外，石墨烯/h-BN异质结构中的热传输比单层石墨烯或单层h-BN中的热传输增强。尺寸效应分析表明，当体系尺寸大于100 nm时，通过石墨烯/h-BN双层结构各层的热通量趋于收敛。研究结果有助于理解范德华异质结中的热传导现象，并有助于改进异质结的设计，以获得更好的热管理和散热效果。
2021-08-31 cond-mat.mtrl-sci
Radiation induced electronic trap states and local structural disorder in van~der~Waals bonded semiconductor crystals
在受控的X射线辐照实验中，在原型范德华键合半导体Rubrene中形成陷阱态的定量研究剂量高达82 Gy（Gy = J/kg）。约100个电子陷阱态，位于价带上方约0.3 eV处，由每个吸收的8 keV光子产生，这比1 MeV质子产生的多2-3个数量级。热退火显示，以减少这些陷阱。局域结构无序，这也被诱导的其他手段在不同的研究中，因此被确定为一个共同的起源的陷阱态的范德华键合分子有机半导体。
2016-05-13 cond-mat.mtrl-sci
Dimensionality of excitons in stacked van der Waals materials: The example of hexagonal boron nitride
以六方氮化硼为例，我们展示了范德华束缚低维系统中电子-空穴对的特性是如何由层堆叠驱动的。出现了四种类型的激子，具有二维或三维空间扩展。电子和空穴的分布要么重叠，要么表现出电荷转移的性质。我们讨论下，它们出现的结构和对称性的条件下，他们是黑暗或明亮。这种分析提供了关键要素，以识别，预测，并可能定制的范德华材料中的电子-氢对的字符。
2018-07-11 cond-mat.mtrl-sci
Magnon transport in quasi-two-dimensional van der Waals antiferromagnets
最近出现的2D范德瓦尔斯磁体下降到原子层厚度提供了一个令人兴奋的平台，探索量子磁学和自旋电子学的应用。范德华性质稳定了作为磁各向异性的结果的长程铁磁有序。此外，巨隧穿磁电阻和电控制磁已被报道。然而，2D范德华磁体的磁振子，基于磁振子的自旋电子学的潜力尚未被探索。在这里，我们报告的实验观察到的长距离的磁振子输运在准二维范德华反铁磁体MnPS3，这表明2D磁铁作为有前途的候选材料的磁振子。随着2D MnPS3厚度的减小，观察到较短的磁振子扩散长度，这可以归因于表面杂质诱导的磁振子散射。我们的研究结果可以为探索量子磁现象和设计基于二维范德华磁体的未来磁器件铺平道路。
2019-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Adsorbate vibrational modes enhancement of radiative heat transfer and van der Waals friction
我们研究了两个半无限固体之间的传热和范德华摩擦对物体介电性质的依赖关系。我们表明，传热和范德华摩擦在短的固体之间的分离可能会增加许多数量级时，表面被吸附物覆盖，或可以支持低频表面等离子体。在这种情况下，热传递和范德华摩擦由吸附物振动模式或表面等离子体激元模式之间的共振光子隧穿决定。当吸附层中存在平行于表面振动的声学分支时，如Cs在Cu（100）表面上吸附的情况，范德华摩擦的增强特别大。在这种情况下，我们表明，即使对于分离$d=10$ nm，吸附物引起的范德华摩擦可以是如此之大，它可以用目前最先进的设备进行测量。范德华摩擦的特征在于强距离依赖性（$\sim 1/d^6$），并且在小距离处，它可以比在\cite{Stipe}中观察到的\textit{the electrostatic}摩擦大得多。\vskip 0.3 cm \textit{Keywords}：非接触摩擦、范德华摩擦、辐射传热、原子力显微镜、吸附质振动模式
2006-05-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Viewpoint: Opportunities and challenges of two-dimensional magnetic van der Waals materials: magnetic graphene?
在过去的十年里，人们对二维范德华材料的兴趣大大增加，而其中一类特殊的材料：磁性范德华系统却明显缺乏。在这篇文章中，我们指出了这一点，并说明了我们如何能够从探索这些迄今被忽视的材料中受益。
2016-04-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
van der Waals interaction of parallel polymers and nanotubes
我们研究了简单的，平行的聚合物和纳米管的相互作用，并制定了一个计划，包括范德华相互作用的密度泛函理论（DFT）的框架内，这些分子在中远程分离。我们主要关注聚合物聚乙烯，全同立构聚丙烯和全同立构聚氯乙烯，但我们的方法更普遍地适用于所有简单的聚合物和纳米管。从第一性原理DFT计算，我们提取的聚合物的电子密度和它们的静电响应。在简单的对称性假设下，我们推导出范德华相互作用能的显式表达式。
2004-07-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
van der Waals metamaterials
范德华异质结构是发现凝聚态系统中涌现现象的一个肥沃的前沿。它们是通过堆叠一个大型二维材料库的元素来构建的，这些元素通过范德华相互作用耦合在一起。然而，这个库中可能的组合数量是惊人的，充分探索它们的潜力是一项艰巨的任务。在这里，我们介绍范德瓦尔斯超材料快速原型和筛选他们的量子对应物。这些分层的超材料被设计用来重塑超声波的流动，以模仿电子运动。特别是，我们展示了如何通过使用模拟范德华相互作用的层间膜来构建双层和三层石墨烯的所有堆叠配置的类似物。通过改变膜的密度和厚度，我们达到了远远超过传统石墨烯的耦合机制。我们预计范德华超材料将探索，扩展和告知未来的电子设备。同样，它们允许将有用的电子行为转移到声学系统，例如魔角扭曲双层石墨烯中的平带，这可能有助于超分辨率超声成像仪的开发。
2020-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Naturally occurring van der Waals materials
两种天然存在的范德瓦尔斯矿物--石墨和镁橄榄石的剥离引起了科学界前所未有的兴趣，并形成了一个全新的研究领域：二维材料研究。几年后，可以剥离以分离2D材料的范德华材料家族不断增长，但其中大多数是合成的。有趣的是，在自然界中可以发现大量天然存在的范德瓦尔斯矿物，它们具有广泛的化学成分和晶体结构，其性质迄今为止大多未被探索。该观点旨在概述不同的范德瓦尔斯矿物家族，以促进其在2D极限中的探索。
2020-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Many-body effects in van der Waals-Casimir interaction between graphene layers
在Lifshitz理论的框架内分析了两个并列的石墨烯层，石墨烯层和衬底之间以及多层石墨烯系统中的范德华-卡西米尔色散相互作用。该公式取决于未掺杂或掺杂的石墨烯片的介电响应函数的已知形式，假设其具有随机相位近似形式。在两个并置层的几何结构中，确定了两种类型的石墨烯片的范德华-卡西米尔相互作用的分离依赖性，并与一些众所周知的极限情况进行了比较。在一个多层阵列的多体效应进行了量化，并显示增加范德华-卡西米尔相互作用的幅度。
2011-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Low-Frequency Noise in Low-Dimensional van der Waals Materials
石墨烯和二维范德瓦尔斯材料的出现使人们对低维系统中低频噪声的研究重新燃起了兴趣。层状范德华材料由于其厚度可控的特性和可调的载流子浓度，为研究低频噪声提供了独特的机会。在这篇综述中，我们描述了不寻常的低频噪声现象，准二维和准一维范德瓦尔斯材料。我们还表明，低频噪声光谱是一个强有力的工具，在这类材料的电子输运和电荷密度波相变的调查。
2019-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Spin Hall-like Phononic States in van der Waals Bilayers with Antiferromagnetic Ordering
在这里，我们提出了量子自旋霍尔类声子态的范德华双层系统与反铁磁有序。在具有小层间相互作用的双层系统中，反铁磁有序使得总陈数为零，其中每层的陈数彼此相反。在双层CrI3反铁磁有序已被实验证明，我们表明，量子自旋霍尔类状态出现空间分离的手征边缘模式。
2019-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Van der Waals forces from first principles for periodic systems: Application to graphene-water interactions
University of Paderborn（帕德博恩大学）
本研究将基于最大局域化Wannier函数与量子谐振子模型的范德华力近似方法拓展至周期性系统，通过石墨烯-水层伦敦色散力研究，证实集体多体效应对准确描述范德华力的关键作用。
2015-04-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Van der Waals heterostructures
对石墨烯和其他二维原子晶体的研究正在激烈进行，并且可能多年来仍然是凝聚态物理和材料科学中最热门的话题之一。在这个领域之外，孤立的原子平面也可以被重新组装成设计师异质结构，以精确选择的顺序逐层制造。第一个-已经非常复杂-这种异质结构（称为“范德华”）最近被制造和研究，揭示了不寻常的性质和新的现象。在这里，我们回顾这一新兴的研究领域，并试图确定未来的发展方向。随着制造技术的稳步改进，范德华异质结构有望带来新的淘金热，而不是石墨烯余震。
2013-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transition from Casimir to van der Waals force between macroscopic bodies
本文用原子力显微镜在平面球几何条件下研究了宏观金表面间范德华力向卡西米尔力的转变。结果发现，过渡似乎发生在分离约10%的等离子体波长的蒸发金表面，这与理论预测相比，结合实验光学数据和粗糙度校正。此外，力的数据允许估计的Hamaker常数AH在范德华政权，这是在良好的协议与Lifshitz理论的预测（即使粗糙度校正考虑在内）和以前的表面力仪器测量。
2008-09-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Near Unity Absorption in Van der Waals Semiconductors for Ultrathin Optoelectronics
我们证明了近统一，宽带吸收光电子器件使用亚15 nm厚的过渡金属二硫属化物（TMDC）的钼和钨作为范德华半导体有源层。具体来说，我们报告说，近1光吸收是可能的极薄（< 15 nm）的范德华半导体结构耦合到强阻尼的光学模式的半导体/金属异质结构。我们进一步利用这些高吸收异质结制作肖特基结器件，并表征其光电性能。我们的工作解决了一个关键的标准，使TMDC作为潜在的候选人，以实现高的光电效率。
2016-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Noncollinear topological textures in two-dimensional van der Waals materials: From magnetic to polar systems
近年来，非共线拓扑纹理因其重要的基础研究价值和潜在的应用前景而受到越来越多的关注。最近在磁性和极性二维范德瓦尔斯材料中发现的内禀有序为研究非共线拓扑织构提供了一个新的理想平台。本文综述了近年来二维范德华材料中非共线拓扑织构的理论和实验研究进展。在这些年里，在一些二维范德华材料和相关的异质结构中，实验观察到了布洛赫和内尔类型的磁skyrmion。与此同时，人们对二维范德华材料中不同的非共线拓扑结构，如skyrmions、bimerons、antibiskyrmions和skyrmionium等，基于不同机制的理论预言也有了更多的报道，但这些预言仍有待于实验证实。此外，在二维范德瓦尔斯材料中，还预测了非共线拓扑电偶极序。由于二维范德华材料固有的二维性质和高度的可积性，它将在磁性和极性系统的非共线拓扑织构研究中发挥重要作用。
2021-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Van der Waals interaction between a microparticle and a single-wall carbon nanotube
得到了描述原子（分子）与单壁碳纳米管之间范德华相互作用的自由能和力的Lifshitz型公式。单壁纳米管被认为是一个带有二维自由电子气体的圆柱形薄片，在电磁场上具有适当的边界条件。利用所得公式计算了不同半径的单壁碳纳米管与氢原子（分子）之间的范德华力和自由能。氢原子与单壁和多壁碳纳米管的范德华相互作用的比较研究表明，取决于原子-纳米管的分离距离，石墨介电常数的理想化已经适用于只有两个或三个壁的纳米管。
2007-04-13 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Resonant photon tunneling enhancement of the van der Waals friction
本文研究了两个作相对运动的金属平面间的范德华摩擦。对于良导体，我们发现正常的相对运动比平行的相对运动产生大得多的摩擦。当表面被吸附物覆盖时，摩擦力可以增加许多数量级，或者可以支持低频表面等离子体。在这种情况下，摩擦由吸附物振动模式或表面等离子体激元模式之间的共振光子隧穿确定。
2006-05-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Quantum field theory of the van der Waals friction
本文在热量子场论的基础上，重新考虑了两个半无限固体之间以及中性小粒子与半无限固体之间的范德华摩擦。滑动速度中摩擦力线性化的计算归结为寻找平衡格林函数。因此，这种方法可以扩展到具有复杂几何形状的车身。用这种方法计算的摩擦力与用基于涨落耗散理论的Lifshitz理论的动力学修正计算的摩擦力一致。我们表明，范德华摩擦可以测量非接触摩擦实验，使用国家的最先进的设备。
2006-05-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Electrically Switchable van der Waals Magnon Valves
范德华磁体已经成为探索高度可调自旋物理和自旋相关技术的肥沃土壤。范德华磁体中的二维磁振子是强约束条件下自旋的集体激发。虽然在理解2D磁振子方面已经取得了相当大的进展，但一种称为范德华磁振子阀的关键磁振子设备尚未实现，其中磁振子信号可以完全重复地打开和关闭。在这里，我们展示了这样的磁振子阀的基础上范德华反铁磁绝缘体MnPS3。通过施加直流电流通过栅电极，我们表明，二次谐波热磁振子（SHM）信号可以从正到负调谐。在此调谐过程中保证过零证明了SHM传输的完全阻断，这是由2D自旋通道中的非平衡磁振子密度的非线性门依赖性引起的。使用可切换的磁振子阀，我们演示了基于磁振子的逆变器。这些结果说明了范德华反铁磁体的潜力，研究高度可调的自旋波物理和应用在未来的信息技术中的磁振子基电路。
2021-10-02 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
van der Waals interactions between graphitic nanowiggles
用耦合偶极子方法计算了两个平行的石墨微球之间的范德华相互作用。通过考虑离散的原子结构，CDM是明确确定这种相互作用的有效和准确的方法。我们的研究结果表明，范德华力从吸引力到排斥力变化的纳米带沿其长度相对于彼此移动。该特征导致系统在运动过程中的多个稳定和不稳定位置。这些位置可以通过改变GNW的长度来调整。此外，热效应对范德华相互作用的影响也进行了广泛的研究。本文的工作为今后的理论和实验研究提供了有益的指导。
2013-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Bond Relaxation and Electronic Properties of Two-Dimensional Sb/MoSe2 and Sb/MoTe2 Van der Waals Heterostructures
范德瓦尔斯异质结构最近在高性能光伏材料中的应用引起了人们的兴趣。因此，了解这些异质结构的基本电子特性对于它们在光电子器件中的应用是很重要的。采用键-电荷关联和混合密度泛函理论，系统研究了Sb/过渡金属二硫化物（TMDs，MoSe 2，MoTe 2）二维van der Waals异质结的电子结构和键弛豫.我们发现，Sb/MoSe 2和Sb/MoTe 2异质结构的间接带隙分别为0.701和0.808 eV;此外，这些异质结构有效地调制MoSe 2（1.463 eV）和MoTe 2（1.173 eV）的带隙。BC相关性揭示了异质结构的四个键合和电子贡献（电子空穴，反键，非键合和键合状态）。我们的研究结果提供了一个深入的了解Sb/TMD范德华异质结，这应该被用来设计二维金属/超导器件。
2019-10-04 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Van der Waals device integration beyond the limits of van der Waals forces via adhesive matrix transfer
二维（2D）和其他材料之间的原始范德华（vdW）界面是新兴光学和电子器件的核心。然而，它们的直接制造受到挑战，因为vdW力很弱，并且不能被调整以适应任意层的集成，而没有溶剂、牺牲层或高温，这些步骤可能会引入损坏。为了解决这些限制，我们引入了一个单步2D材料到设备的集成方法，在该方法中，促进转移的力与感兴趣的界面处的vdW力解耦。我们使用这种粘合剂基质转移来证明常规禁止的各种2D材料（MoS2，WSe2，PtS2，GaS）与SiO2，Al2O3）的直接集成，以及可扩展的对齐异质结构形成，这两者都是器件开发的基础。然后，我们展示了一个单步集成的单层二硫化钼到晶体管阵列。由于没有暴露于聚合物或溶剂，因此可以保留清洁的界面和原始表面，可以进一步设计以展示n型和p型行为。除了作为一个平台来探测敏感纳米材料的内在特性，而不受加工步骤的影响，我们的技术允许有效地形成非常规的设备形状因子，并展示了柔性晶体管的例子。
2023-02-12 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Ultrafast exciton transport in van der Waals heterostructures
本文针对范德华异质结中激子的超快非扩散传播现象，提出了一种基于波导模式形成及其辐射传输的替代激子传输模型。
2024-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Coupled spin-charge dynamics in magnetic van der Waals heterostructures
本文提出了磁性范德华异质结构中自旋-电荷耦合动力学的唯象理论。研究的系统由一个层状反铁磁体插入到电容vdW异质结构。最近已经证明，在这种层状反铁磁体中的电荷掺杂可以调制层间磁化强度之间的交换耦合的强度，甚至符号。这提供了用于电生成磁化动力学的机制。我们在这里预测的中心结果是，磁化动力学导致感应电荷动力学。这种动力学使得磁性范德华异质结构成为自旋电子学应用的有趣候选者。为此，我们还表明，这些系统可用于将亚太赫兹辐射诱导的磁化动力学转换为电信号。
2019-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Van der Waals Interactions in DFT using Wannier Functions: improved $C_6$ and $C_3$ coefficients by a new approach
本文提出了一种新的实现方法，利用极大定域Wannier函数将范德华相互作用引入密度泛函理论。相对于以前的DFT/vdW-WF方法，本DFT/vdW-WF 2的方法，这是基于更简单的伦敦表达式，并考虑到局部Wannier函数的片段内重叠，导致相当大的改善，在评估的$C_6$范德华系数，如所示的应用程序到一组选定的二聚体。对石墨表面上Ar和Cu（111）金属表面上Ne的初步结果表明，表征分子-表面范德华相互作用的$C_3$系数也能用新方案得到较好的估计。
2011-11-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.str-el
Asymptotics of the dispersion interaction: analytic benchmarks for van der Waals energy functionals
我们表明，通常的总和$R^{-6}$的贡献，从元素分开的距离$R$可以给\emph{qualitatively}错误的结果，电磁非延迟范德华相互作用之间的非重叠机构。这发生在具有零电子能隙的各向异性纳米结构，例如纳米线、导电纳米管和包括金属和石墨烯平面的纳米层状系统。在所有这些情况下，我们的分析微观计算给出了一个相互作用，其分离力与常规值不同。我们讨论范德瓦尔斯能量泛函的影响。新的纳米管相互作用可能是直接测量亚微米的分离。
2006-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
High Photovoltaic Quantum Efficiency in Ultrathin van der Waals Heterostructures
我们报告了对具有超过50%的外量子效率的双（< 15 nm）范德华异质结构的实验测量，并且表明这些结构可以实现> 90%的实验吸收。通过耦合电磁模拟和实验测量，我们表明，pn WSe 2/MoS 2异质结垂直载流子收集可以有超过70%的内部光生载流子收集效率。
2017-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Impurity-induced excitations in a topological two-dimensional ferromagnet/superconductor van der Waals moiré heterostructure
范德华异质结中拓扑超导态的出现为探索控制拓扑超导体的新策略提供了一个新的平台。特别是，范德华异质结构中的杂质，一般具有莫尔图案，可能会导致原子和莫尔长度尺度之间的独特相互作用，这是一般拓扑超导体中不存在的特征。在这里，我们解决的拓扑莫尔超导体上的非磁性杂质的影响，无论是在弱和强制度，考虑周期性阵列和单一杂质，否则原始的无限莫尔系统。我们证明了一个很好的杂质诱导模式和莫尔长度之间的相互作用，导致从根本上不同的光谱和拓扑性质取决于相对杂质的位置和莫尔长度。我们的研究结果突出了杂质在范德瓦尔斯异质结构中的关键作用，其特征在于莫尔图案，揭示了人工莫尔系统中长度和能量尺度之间的关键相互作用。
2022-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
High-precision local transfer of van der Waals materials on nanophotonic structures
在密集的纳米光子器件上的范德华材料的原型需要高精度的单层鉴别，以避免散装材料污染。我们使用聚碳酸酯的玻璃化转变温度，在标准的干转移过程中使用，绘制一个原位点，用于精确拾取二维材料。我们将过渡金属二硫属化物单层转移到大面积氮化硅螺旋波导和氮化硅环形谐振器上，以证明改进的干转移方法的高精度无污染性。我们改进的本地传输技术是一个必要的步骤，确定性集成高品质的范德华材料到纳米腔的探索少光子非线性光学的高通量，纳米制造兼容的平台。
2020-03-09 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
