Interfacial Spin-to-Charge Conversion in Sputtered MoTe2 Heterostructures Probed by Spin Pumping and Spin-Torque Ferromagnetic Resonance
Universidade Federal de Pernambuco（伯南布哥联邦大学）；Universidade Federal de Viçosa（维索萨联邦大学）
该研究采用SP-FMR和ST-FMR技术，证实Py/MoTe₂界面的Rashba-Edelstein效应主导自旋-电荷转换，为低功耗自旋电子器件提供了新方案。
2026-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Reversible Electrochemical Phase Change in Monolayer to Bulk MoTe2 by Ionic Liquid Gating
Stanford University（斯坦福大学）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
通过离子液体栅极在单层到bulk MoTe2间实现可逆电化学相变，揭示该机制无需单层隔离，具有更广泛的应用潜力。
2019-05-29 cond-mat.mtrl-sci
Surface transport and band gap structure of exfoliated 2H-MoTe$_2$ crystals
半导体过渡金属二硫属化物（TMD）已经成为可以用来实现具有相当独特的传输和光学性质的二维（2D）晶体的材料。迄今为止，大多数研究都集中在硫和硒化合物上，而碲基材料迄今为止很少受到关注。作为第一步，在这种情况下的Te基半导体TMD的调查，我们研究了MoTe $_2$晶体的厚度超过4 nm，专注于表面传输和定量测定的间隙结构。使用离子液体门控晶体管，我们表明，双极传输在材料的表面可重复地实现，与空穴和电子迁移率值之间的10和30厘米$^2$ /Vs在室温下。间隙结构通过三种不同的技术来确定：离子液体门控晶体管和扫描隧道光谱，其允许测量间接间隙（$E_{ind}$），以及不同厚度的晶体上的光学透射光谱，其使得能够确定直接间隙（$E_{dir}$）和间接间隙。我们发现，在室温下，$E_{ind}$ = 0.88 eV和$E_{dir}$ = 1.02 eV。我们的研究结果表明，薄的MoTe $_2$层可能会表现出过渡到一个直接的差距之前，单层厚度。它们还应该大大扩展2D半导体TMD中可访问的直接间隙的范围。
2014-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Generation and detection of coherent longitudinal acoustic waves in ultrathin 1T'-MoTe2
层状过渡金属二硫属化物由于其多功能性和与当前纳米纤维技术的兼容性而引起了人们的极大关注。因此，非侵入性手段来确定纳米（nm）厚的试样的机械性能越来越重要。在这里，我们报告的检测相干纵向声学声子模式产生的脉冲飞秒（fs）光激发。在1 T ′-MoTe 2薄片中作为厚度（7 nm - 30 nm）的函数的宽带fs瞬态吸收实验产生2990 m/s的纵向声速。此外，依赖于温度的测量揭示了归一化杨氏模量的线性下降，斜率为-0.002/K，并且没有由Td -1 T '结构相变或膜厚变化引起的明显变化。
2019-11-13 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Phase-selective orbital-charge conversion in $\mathrm{MoTe_2}$
Universidade Federal de Pernambuco（巴西联邦伯南布哥大学）；Universidade Federal de Viçosa（巴西联邦维索萨大学）；Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF)（巴西物理研究中心）
本文通过厚度驱动的结构相变，在MoTe2中实现了相选择性的轨道-电荷转换，金属1T'相表现出额外的横向电荷转换信号，归因于轨道Rashba-Edelstein机制。
2026-07-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Emergence of Layer Stacking Disorder in c-axis Confined MoTe$_2$
二维材料中的层堆叠顺序强烈影响功能特性，并有望成为下一代电子器件。在本体中，八面体MoTe $_2$具有两种堆叠排列，外尔半金属T $_d$相和高阶拓扑绝缘体1 T '相;然而，仍然不清楚MoTe $_2$的薄剥离薄片是否遵循T $_d$、1 T'或替代堆叠顺序。在这里，我们解决这个争论，使用原子分辨率的透射电子显微镜内的成像。我们发现MoTe $_2$薄片中的层堆叠是高度无序和伪随机的，我们将其归因于本征限制效应。相反，WTe $_2$，这是同构和等电子的MoTe $_2$，显示有序堆叠，即使是薄的剥离薄片。我们的研究结果是重要的了解量子特性的MoTe $_2$设备，并建议厚度可以用来改变层堆叠在其他二维材料。
2022-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Persistence of Monoclinic Crystal Structure in Three-Dimensional Second-Order Topological Insulator Candidate 1T'-MoTe2 Thin Flake without Structural Phase transition
本研究针对三维二阶拓扑绝缘体候选材料1T'-MoTe₂的低温结构相变问题，通过拉曼光谱发现厚度低于19.5nm的薄片在80K低温下仍保持单斜结构，为实现低温SOTI态提供了材料平台。
2023-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Indirect-to-direct band-gap crossover in few-layer MoTe$_2$
利用低温微反射（MR）和变温光致发光（PL）测量方法研究了少层MoTe $_2$晶体的带隙结构演化。测量结果的分析表明，在与其他半导体过渡金属dichalchogenides（TMD）的完全类似，主要的PL发射峰源于直接跃迁相关的激子和trions的重组。然而，当我们跟踪PL强度随层厚度变化的演化时，我们观察到MoTe $_2$的行为与之前研究的其他半导体TMD不同。具体地，激子PL产率（积分PL强度）对于单层和双层是相同的，并且对于三层它开始降低。这种行为的定量分析和我们所有的实验观察是完全一致的，单层和双层MoTe $_2$是直接带隙半导体，四层MoTe $_2$是间接带隙半导体，三层具有几乎相同的直接和间接带隙。其中仅单层被发现是直接带隙半导体，较厚的层具有比直接带隙小几百meV的间接带隙。我们讨论了我们的研究结果的基本利益和未来可能的设备应用的实验的相关性。
2015-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thickness induced metal to insulator charge transport and unusual hydrogen response in granular palladium nanofilms
本文系统地研究了厚度在6 ~ 2nm之间的颗粒状钯超薄膜中电荷输运机制的演化。当厚度大于4 nm时，薄膜表现为金属性，而厚度为3 nm时，薄膜在19.5K发生了金属-绝缘体转变。相比之下，2nm厚的膜在所有温度下都保持绝缘。运输系统遵循莫特的可变距离跳跃在室温下，H $_2$暴露于较厚的薄膜时，电阻降低.绝缘膜在转换到随后的降低之前显示出异常的初始电阻增加。纳米结构的依赖性运输和随之而来的H $_2$响应的逾渗模型，这也探讨了相关的膜厚度作为一个宏观控制参数，工程师所需的系统响应在粒状金属膜。
2020-11-10 cond-mat.mtrl-sci
Electric field induced semiconductor-to-metal phase transition in vertical MoTe2 and Mo1-xWxTe2 devices
在过去的几年里，过渡金属二硫属化物（TMD）由于其原子薄的性质而作为各种电子应用的潜在构建块引起了人们的关注。一个令人兴奋的发展是最近成功的“工程”结晶相的TMD化合物在生长过程中，由于他们的多晶型特征。在这里，我们报告了电场诱导的可逆工程相变在垂直2 H-MoTe 2设备，一个重要的实验发现，使这些超薄层状材料的电相位切换。利用扫描隧道显微镜（STM）分析了施加电场后的TMD晶体结构，并利用扫描隧道光谱（STS）绘制了纳米尺度上的超导体-金属相变。此外，通过扫描透射电子显微镜（STEM）直接证实了从2 H半导体到畸变的2 H '金属相的相变。制造基于MoTe 2和Mo 1-xWxTe 2合金的垂直电阻式随机存取存储器（RRAM）单元以展示清晰的可再现的和受控的切换，其中编程电压可通过层厚度来调谐，并且如果与三元材料相比，则对于二元化合物显示出明显不同的趋势。
2017-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thickness-dependent, tunable anomalous Hall effect in hydrogen-reduced PdCoO$_2$ thin films
本文系统研究氢还原 PdCoO$_2$ 薄膜，揭示 25 nm 临界厚度以下 AHE 符号随退火温度正负振荡，且 PMA 与多机制竞争起关键作用。
2023-06-03 cond-mat.mtrl-sci
Decoupling interface and thickness effects on hydrogen absorption in V/MgO: experiments and DFT
通过实验与DFT计算研究V/MgO薄膜中界面和厚度对氢吸收的影响，发现界面电子杂化削弱氢结合，超薄极限下熵变增大且相变临界温度被抑制，表明层厚与界面工程可调控可逆氢吸收。
2025-11-09 cond-mat.mtrl-sci
Influence of the thickness of Si and Ge films deposited on Si$_3$N$_4$/SiO$_2$/Si substrates on their structure and diffusion of hydrogen atoms from Si$_3$N$_4$ layers
用RHEED、FTIR和Raman光谱研究了分子束在Si $_3$ N $_4$ /SiO $_2$ /Si（001）衬底上生长的厚度达200 nm的硅和锗薄膜。在红外吸收光谱中观察到N $-$ H和Si $-$ N吸收带的强度由于硅和锗膜的沉积而发生显著变化。沉积膜越厚，N $-$ H吸收带强度的降低和Si $-$ N吸收带强度的增加越显著。在非晶和多晶Si或Ge薄膜的生长过程中都观察到了这种趋势。在分配给N $-$ H键振动的频带处的IR吸收的减少被解释为通过这些键的断裂，随后由氢原子从Si $_3$ N $_4$层扩散到硅或锗的生长膜中。沉积膜厚度对氢扩散的影响在由介电Si $_3$ N $_4$层和生长的硅或锗膜中的氢原子的化学势差控制的氢原子扩散的模型内进行了讨论。仅在Si或Ge膜的沉积期间当其厚度逐渐增长时，氢原子才从Si $_3$ N $_4$层逃逸。由于化学电势差的下降，膜生长的中断停止了氢原子迁移到膜中。
2021-12-29 cond-mat.mtrl-sci
Thickness-dependent catalytic activity of hydrogen evolution based on single atomic catalyst of Pt above MXene
本研究通过从头算计算探究不同厚度与端基的Pt掺杂MXene的析氢反应性能，发现厚度效应显著，Ti2CF2-PtSA等催化剂性能优异且稳定，揭示了基底厚度与表面修饰的关键作用。
2023-08-28 cond-mat.mtrl-sci
Rydberg Excitons and Trions in Monolayer MoTe$_2$
单层过渡金属二硫属化物（TMDC）半导体表现出强激子光学共振，这是一种微观的、非侵入性的探测其基本性质的方法。像氢原子一样，这种激子可以表现出完整的里德伯共振系列。激子在大多数TMDC（MoS $_2$、MoSe $_2$、WS $_2$和WSe $_2$）中已经被广泛研究，但是在重要的TMDC材料二碲化钼（MoTe $_2$）中缺乏对激子现象的详细探索。在这里，我们报告的激子发光性能的单层MoTe $_2$了解激子里德伯系列，高达3秒的实验研究。我们报告显着修改的发射能量与温度（4K至300 K），量化激子-声子耦合。此外，我们观察到一个强烈的门可调激子trion相互作用的所有里德堡态主要由自由载流子屏蔽，泡利阻塞，带隙重整化与第一性原理GW加上Bethe-Salpeter方程方法计算的结果一致。我们的研究结果有助于使单层MoTe $_2$更接近其在近红外光电子学和光子器件中的潜在应用。
2023-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Hydrogen-impurity induced unconventional magnetism in semiconducting molybdenum ditelluride
本研究结合多种光谱与理论计算，发现半导体2H-MoTe2处于磁性临界状态，可通过类氢杂质诱导产生非常规磁性，且该磁态能维持到自由表面，有望用于薄膜范德华异质结的磁性组分。
2022-06-07 cond-mat.mtrl-sci
Electron-phonon and phonon-phonon anharmonic interactions in 2H-MoX2 (X=S, Te): A comprehensive Resonant Raman study
过渡金属二硫属化合物（TMD）是一类具有纳米电子和光电应用潜力的层状材料。然而，由于这些材料的许多令人兴奋的功能是由非谐效应控制的，正确理解与这些材料相关的声子性质和非谐性对于实现所提出的应用至关重要。我们在这里提出了一个全面的研究两个不同的TMD的声子性质，即，MoS 2和MoTe 2作为温度、激光激发和偏振以及薄片厚度的函数。我们的研究包括测量一阶和高阶拉曼散射过程中的非谐性。非谐性随MoS 2和MoTe 2厚度的变化可以用它们的声子对称性、电子-声子耦合和声子-声子相互作用来解释。此外，下面的衬底上的非谐性质的面内和面外的声子的效果也已估计从拉曼测量，从而阐明了2D层状材料的固有声子性质。
2021-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chern-Selective multi-valley Flat Bands in Twisted Mono-Bilayer and Mono-Trilayer MoTe$_2$
Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics and Institute of physics, Chinese academy of sciences（中国科学院物理研究所）；University of Chinese academy of sciences（中国科学院大学）；Center for Computational Quantum Physics, Flatiron Institute（平顿研究所计算量子物理中心）；Department of Physics, Princeton University（普林斯顿大学物理系）；Laboratoire de Physique de l’Ecole normale supérieure, ENS, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Université Paris-Diderot, Sorbonne Paris Cité（巴黎高等师范学院物理实验室）
通过第一性原理和连续模型，发现扭转单双层和单三层MoTe$_2$中低能莫尔平带同时来自Γ和K/K'谷，具有不同Chern数，且可通过层数和堆叠调控。
2025-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Revisiting the Thickness of the Air-Water Interface from Two Extremes of Interface Hydrogen Bond Dynamics
本文提出一种结合密度泛函理论与深度势能分子动力学模拟的新方法，通过比较界面氢键动力学的两种极端情形，确定空气-水界面的真实厚度约为4 Å，并进一步通过OH伸缩各向异性衰减和自由OH动力学验证了该结果。
2024-09-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
The influence of hydrogen adsorption on magnetic properties of Ni/Cu(001) surface
Ni/Cu（001）是一种独特的体系，当Ni覆盖层厚度增加时，其自旋重取向从面内磁化方向转变为面外磁化方向。我们用全势线性缀加平面波方法研究了不同的氢吸附层弛豫多层膜结构。由总能量和原子力计算确定的弛豫几何结构表明，H-单层强烈地影响Ni-表面层和次表面层之间的层间距离，从而在H/Ni界面处产生Ni-层的向外弛豫。此外，发现在H覆盖的表面上表面区域的局部磁矩大幅度降低。计算了完全弛豫的H/Ni薄膜的磁晶各向异性能。自旋重取向转变的临界厚度为4 ML，与实验结果吻合较好。
2003-02-14 cond-mat.mtrl-sci
Liquid-phase exfoliated indium-selenide flakes and their application in hydrogen evolution reaction
通过β-InSe单晶在2-丙醇中的液相剥离生产单层和少层InSe薄片，获得浓度高达0.11 g/L的稳定分散体。超离心用于调节形态，即，所生产的InSe薄片的横向尺寸和厚度。我们证明，所获得的InSe薄片的最大横向尺寸范围从30 nm到几μ m，厚度范围从1到20 nm，最大布居集中在~ 5 nm处，对应于4个Se-In-In-Se四元层。我们还表明，在剥离过程中没有形成进一步的InSe基化合物（如In 2Se 3）或氧化物。在混合单壁碳纳米管/InSe异质结构中测试了这些剥离的InSe少层薄片作为析氢反应（HER）催化剂的潜力。我们强调了InSe薄片形态的依赖性，即，表面积和厚度，对HER性能的影响，通过提供主要边缘效应的小薄片实现最佳效率。我们的理论模型揭示了InSe薄片的催化效率的起源，并将催化活性与薄片边缘的Se空位相关联。
2019-03-21 cond-mat.mtrl-sci
The influence of size effect on the electronic and elastic properties of diamond films with nanometer thickness
用<111>电子能带结构计算方法研究了两侧覆盖氢原子的少层取向金刚石纳米晶的原子结构和物理性质。结果表明，能量稳定性线性增加的建议结构的厚度的增加。所有的二维碳膜显示直接介电带隙与非线性量子限制响应的厚度。金刚石的弹性性质揭示了复杂的依赖于层数的增加<111>。所有的理论结果与现有的实验数据进行了比较。
2011-03-31 cond-mat.mtrl-sci
Drivers of chemical diffusion of hydrogen in the thin transition metallic glass V80Zr20
提出利用光学透射法同步获取金属玻璃薄膜中氢浓度时空分布，测定浓度依赖的扩散系数与活化能，并揭示其与晶体钒薄膜的差异及理论意义。
2025-03-17 cond-mat.mtrl-sci
Probing deuterium-induced magnetic phase transitions in TbCo alloys with in-situ polarized neutron reflectometry
Uppsala University（乌普萨拉大学）；Institut Laue-Langevin（朗之万研究所）
研究通过原位极化中子反射仪探讨氘对TbCo合金磁性相变的影响，发现Tb-rich合金中厚度膨胀是磁相变主机制，而Co-rich合金则无此现象，同时氧化界面对氘敏感但可间接调控。
2026-03-27 cond-mat.mtrl-sci
Correlation between corrugation-induced flexoelectric polarization and conductivity of low-dimensional transition metal dichalcogenides
低维过渡金属二硫属化物（TMDs）的极性和半导体性质的可调谐性使其成为基础物理和应用物理研究的前沿。这些材料可以从非极性到铁电体，从直接带半导体到金属。然而，除了经典的控制，如组成，掺杂，和场效应在TMD的额外的自由度出现由于曲率引起的电子重新分布和相关的电子性质的变化。在这里，我们数值探讨的弹性和电场，flexoelectric极化和自由电荷密度的TMD纳米片放置在一个粗糙的基板上的正弦曲线的波形使用有限元建模。不同的薄片厚度和弯曲深度的数值结果产生洞察到平面外的电极化的强度的挠曲电性质，并建立明确的相关性的极化和静电电导率调制所造成的不均匀的弹性应变加上变形电位和应变梯度，这演变在TMD纳米片由于薄片表面和波纹衬底之间的粘附。我们揭示了放置在金属衬底上的MoS2和MoTe2纳米片的电子和空穴电导率的厚度依赖性的显著最大值，这为它们的几何优化开辟了道路，以显著改善它们的极性和电子性质，这是它们在纳米电子和存储器件中的高级应用所必需的。所获得的结果可用于基于弯曲的MoS2、MoTe2和MoSTe纳米片的纳米级应变电子器件的制作，例如具有pn结的弯曲可控锐度的二极管和双极晶体管。
2020-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effects of hydrogen/deuterium absorption on the magnetic properties of Co/Pd multilayers
利用极化中子反射率（PNR）研究了两种垂直磁各向异性（PMA）Co/Pd多层膜对H2和D2的吸收效应。PNR是在外加磁场H作用于样品平面内，磁化强度M限制在平面内（μ o H= 6.0 T），部分在平面外（μ o H = 0.65 T）时测量的。Co和Pd层的标称厚度分别为2.5 μ m和21 μ m。由于这些小的值，实际层的化学成分，厚度和界面粗糙度参数确定从核散射长度密度分布（ρ_n）和它的衍生物从X射线反射率和PNR，并确定不确定性使用Monte Carlo分析。PNR ρ_n表明，虽然D2吸收发生在整个样品中，但多层堆叠中的吸收是适度的（0.02 D/Pd原子），因此没有扩展。直接磁分析表明，H2吸收减少了饱和时的总M，并增加了未饱和时样品平面中M的分量。PNR磁散射长度密度（ρ_m）表明，多层膜中的Pd层是磁化的，并且它们的磁化强度在D2吸收时优先改变。在一个样品中，在μ_o H= 0.65 T处观察到具有两倍多层周期的M调制，其在D2吸收时增加。这些结果表明，H2或D2吸收降低了样品的PMA和总磁化强度。在吸收过程中缺乏可测量的膨胀表明这些变化主要由材料的电子结构的改变所控制。
2011-02-10 cond-mat.mtrl-sci
Mg/Ti multilayers: structural, optical and hydrogen absorption properties
Mg-Ti合金具有不寻常的光学和吸氢性能，源于原子分布中具有小程度的化学短程有序的“类亚稳”微观结构。在本研究中，我们人工工程师的短程有序沉积Pd盖帽的Mg/Ti多层膜具有不同的周期性，并表征它们的结构和光学。尽管Mg和Ti之间的晶格参数失配较大，但沉积的金属多层膜显示出良好的结构一致性。在暴露于H2气体时，发生两步氢化过程，其中Ti层在Mg之前形成氢化物。从原位测量的双层厚度L在不同的氢气压力，我们观察到大的Mg和Ti层氢化后的面外膨胀，表明强烈的塑性形变的膜和随之而来的相干长度缩短。当在室温下在空气中卸载时，由于动力学约束，氢原子保持被捕获在Ti层中。这种加载/卸载序列可以解释在Mg和Ti中的氢的不同的热力学性质，如所示的模型多层系统上的扩散计算。氢谱法测得的吸附等温线可以解释为强结合的Mg/Pd和破碎的Mg/Ti界面所产生的弹性夹紧的结果。
2009-11-30 cond-mat.mtrl-sci
Hydrogen-assisted layer-by-layer growth and robust nontrivial topology of stanene films on Bi(111)
自从首次通过外延生长成功合成锡烯以来，人们一直致力于提高其整体质量，并探索其在不同生长条件下的拓扑和其他奇异性质。在这里，我们使用第一性原理的方法，揭示了原子的生长机制和强大的拓扑结构的少层锡烯Bi（111）。我们首先表明，单层锡烯生长在Bi（111）遵循一个非常理想的成核和生长机制，其特征在于吸引的Sn吸附原子的相互作用。更重要的是，我们发现，表面钝化的残余氢是必不可少的，在实现逐层生长的高品质的少层锡烯，与氢作为表面活性剂在稳定生长的薄膜。此外，我们系统地研究了锡烯的拓扑性质对薄膜厚度、氢钝化和衬底的依赖关系，并在不同的物理条件下获得了稳健的量子自旋霍尔效应。非平凡拓扑的鲁棒性归因于Bi衬底的强自旋-轨道耦合。本文还结合最近的实验结果讨论了锡烯的原子生长机制和非平凡拓扑结构。
2021-03-11 cond-mat.mtrl-sci
Analysis of hydrogen permeation tests considering two different modelling approaches for grain boundary trapping in iron
电化学渗透试验是表征氢在金属中扩散的最常用方法之一。在氧化池中记录的氢原子的通量可以被拟合以获得表观扩散系数。该系数的大小对氢辅助的断裂或疲劳现象的动力学具有决定性影响，并且在很大程度上取决于微观结构陷阱中的氢保留。为了改进扩散系数的数值拟合，使用考虑两种方法的FEM模拟再现渗透试验：连续体1D模型，其中陷阱密度，结合能和输入晶格浓度是关键变量，并且明确地模拟了其中在晶界处捕获的多晶模型，包括与晶体内部不同的偏析因子和扩散系数。谷物结果表明，连续介质模型能捕捉到捕获延迟，但需要对连续介质模型进行修正，以模拟捕获延迟对稳态通量的影响。渗透行为可以根据与菲克扩散的偏离而根据不同的制度进行分类。多晶合成渗透显示出强烈的影响偏析的输出通量的大小。这种方法也能够模拟短路扩散现象。利用拟合的表观扩散系数比较了不同晶粒尺寸和晶界厚度下的记录通量与陷阱特征参数之间的关系。
2019-12-05 cond-mat.mtrl-sci
Oxygen vacancies and hydrogen doping in LaAlO3/SrTiO3 heterostructures: electronic properties and impact on surface and interface reconstruction
采用基于密度泛函理论的电子结构计算方法，研究了LaAlO 3、SrTiO 3和LaAlO 3/SrTiO 3异质结表面和内部的氧空位和氢掺杂对电子性质的影响.取决于浓度，这些缺陷在LaAlO 3平板中的存在可以抑制表面导电性。相反，在绝缘SrTiO 3板中，已经非常小浓度的氧空位或氢掺杂剂原子引起导带的有限占据。在具有三层LaAlO 3覆盖层的绝缘LaAlO 3/SrTiO 3异质结构平板中，表面缺陷导致界面电导的出现。计算出的缺陷形成能揭示了强烈的偏好氢掺杂剂原子的表面网站的所有结构和浓度考虑。强烈的氢吸附原子的缺陷形成能的降低，随着厚度的增加的LaAlO 3覆盖层和交叉从正值到负值，与氢吸附原子诱导的金属导电性一起，无缝地解释了观察到的这些异质结作为覆盖层厚度的函数的超导体-金属过渡。此外，我们表明，潜在的下降和随之而来的移动（层解析）带边被抑制的金属配置。最后，在界面处形成原子级薄磁性层的具有稳定局部磁矩的磁性由表面或界面处的氧空位或由埋在界面处的氢原子产生。特别是，在TiO 2界面层中的氧空位引起的3d e_g状态的Ti原子相邻的空位，引起强烈的本地化的磁矩，这增加了二维背景磁化的急剧下移。
2019-04-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Hydrogen storage in pristine and Janus transition-metal dichalcogenide monolayers: electronic origins, coverage effects, and finite-temperature stability
Federal University of Goiás, Institute of Physics（戈亚斯联邦大学物理研究所）
本研究通过DFT和AIMD模拟揭示了Janus过渡金属二硫化物单层中氢气吸附的电子起源、覆盖效应及热稳定性，发现Ni和Pd基系统在氢气存储中表现最优。
2026-01-01 cond-mat.mtrl-sci
First-principles theory of field-effect doping in transition-metal dichalcogenides: Structural properties, electronic structure, Hall coefficient, and electrical conductivity
利用密度泛函理论研究了场效应掺杂对少层过渡金属二硫族化合物的结构性质、电子结构和霍尔系数的影响。我们认为单，双，和三层的H多型的MoS2，MoSe2，MoTe2，WS2和WSe2，并提供了一个完整的数据库的电子结构和霍尔系数的空穴和电子掺杂。我们发现，对于电子和空穴掺杂，电子结构取决于层数，不能描述的刚性带移。此外，在非对称电场下弛豫结构是重要的。有趣的是，虽然导电沟道的宽度取决于掺杂，但在每个给定的k点处的占据带的数量几乎与掺杂电荷分布的厚度无关。最后，我们在恒定弛豫时间近似下计算了电导率和逆霍尔系数。我们证明，在某些情况下，由霍尔效应测量确定的电荷可以偏离实际电荷高达50%。对于空穴掺杂的MoTe 2，霍尔电荷在低温下甚至具有错误的极性。我们提供了掺杂电荷和霍尔系数之间的映射。在附录中，我们提出了超过250个能带结构的所有掺杂水平的过渡金属dichalcogenides考虑在这项工作中。
2015-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hydrogen-Induced Sign Reversal in Magnetic Hysteresis Evolution of CoPd Alloys and Co/Pd Multilayers
Institute of Industrial Science, The University of Tokyo（东京大学工业科学研究所）；Raymond and Beverly Sackler Faculty of Exact Sciences, School of Physics and Astronomy, Tel Aviv University（特拉维夫大学雷蒙德和贝弗利萨克勒理学院物理与天文学系）
研究CoPd合金及多层膜中氢诱导的磁滞现象，通过反常霍尔效应表征发现氢响应依赖成分和层厚，存在磁滞回线收缩、扩展及极性反转等情况，揭示了氢可通过电子和磁弹效应选择性调磁，为相关器件提供见解。
2026-07-28 cond-mat.mtrl-sci
Interaction between U/UO2 bilayers and hydrogen studied by in-situ X-ray diffraction
本文报道了H $_{2}$与铀金属氧化物双层膜反应的实验研究。双层由$\leq$ 100 nm的外延$α$（生长在沉积在蓝宝石上的Nb缓冲层上）和厚度在20和80 nm之间的UO $_{2}$覆盖层组成.这些氧化物是通过反应磁控溅射沉积而成，或者是让铀金属在室温下在空气中氧化而成。将双层暴露于氢气，样品温度在80和200 ℃之间，并通过原位X射线衍射和使用扫描透射电子显微镜-电子能量损失光谱（STEM-EELS）进行的补充实验进行监测。H $_{2}$的小分压引起U金属的快速消耗，并导致UO $_{2}$覆盖层和U金属的衍射峰的强度和位置的变化。U的消耗率存在方向依赖性。根据晶格参数的变化，我们推断氢同时进入氧化物和金属层，使氧化物收缩，金属膨胀。空气生长的氧化物覆盖层似乎阻碍H $_{2}$ -反应达到阈值剂量，但随后在从80 ℃加热到140 ℃时，消耗比刚沉积的覆盖层更快。STEM-EELS确定U-氢化物层位于氧化物-金属界面处，并且初始形成在缺陷或晶界处，并且涉及非晶和/或纳米晶UH $_{3}$的形成。这解释了为什么没有观察到来自UH $_{3}$的衍射峰。{ \textcopyright British Crown Owned Copyright 2017/AWE}
2017-12-20 cond-mat.mtrl-sci
Two-Dimensional $β$-PdX$_2$ (X = S, Te) Monolayers for Efficient Solar Energy Conversion Applications
基于第一性原理计算，二维 $β$-PdX$_2$ (X = S, Te) 单层材料因具有合适的能带结构、高效的载流子分离及优异的光催化与光伏特性，在太阳能转换应用中展现出巨大潜力。
2023-05-19 cond-mat.mtrl-sci
Influence of the effective layer thickness on the groundstate and excitonic properties of transition-metal dichalcogenide systems
本文提出了一个计算过渡金属-二硫族化合物单层和多层体系相互作用基态和近带隙光谱的自洽方案。该方法结合了多层环境中的库仑相互作用势的介电模型，重整化基态的间隙方程，和Dirac-Wannier方程来确定激子的性质。为了解释垂直于其基本平面的单个单分子膜的延伸，在库仑相互作用势中引入了有效厚度参数。的例子的MoS $_2$的数值计算表明，所产生的有限尺寸效应导致显着的修改的光学光谱，再现实验观察到的激子共振系列的非氢的功能。应用多层结构的理论，从单层到大块的近带隙光学性质得到一致的描述。除了众所周知的面内激子，层间激子也发生在多层系统中，这意味着对大块材料实验结果的重新解释。
2017-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Composition, structure, and stability of the rutile TiO_2(110) surface: oxygen depletion, hydroxylation, hydrogen migration and water adsorption
用密度泛函理论结合热力学方法，计算了金红石型TiO_2（110）表面在有限温度和压力下与周围气相平衡时的最低能量结构和组成的相图。考虑了氧、氢和水分子与气相的交换。特别注意的是收敛的横向系统的大小和板厚方面的所有计算。此外，半局部密度泛函描述的能量约化表面的可靠性进行了严格的评估。对于环境条件下的表面被发现是完全覆盖的分子吸附水。在低覆盖度下，在单个孤立水分子的极限下，分子吸附和解离吸附变得能量简并。氧空位形成于强还原性的贫氧环境中。然而，已经在稍微更温和的条件下，它表明，从表面去除全部TiO_2单元是化学上优选的。与最近的实验观察相一致，进一步证实，即使在极富氢的环境下，表面也不能完全羟基化，但只能达到约0.6-0.7单层的氢的最大覆盖率。最后，迁移路径的计算强烈表明，氢更倾向于扩散到散装解吸从表面进入气相。
2009-02-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
A quantitative phase-field model for grain boundary trapping and diffusion of hydrogen
KU Leuven（荷语鲁汶大学）；Department of Materials Engineering, Faculty of Engineering, KU Leuven（荷语鲁汶大学工程学院材料工程系）；Department of Computer Science, Faculty of Engineering Science, KU Leuven（荷语鲁汶大学工程科学学院计算机科学系）
该研究提出定量相场模型，揭示晶界捕集与扩散对氢输运的耦合影响，证明晶界扩散可显著改变TDS峰，使Kissinger分析失效，并强调晶粒尺寸、温度等因素对有效扩散系数的重要作用。
2026-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ethanol and Hydrogen gas-sensing properties of CuO-CuFe2O4 nanostructured thin films
本研究通过射频溅射结合热氧化制备多孔纳米晶CuO-CuFe₂O₄复合薄膜气敏层，测试其对乙醇和氢气的传感性能，25nm厚薄膜在400℃下对500ppm氢气响应达79%，响应时间短，且响应与10-500ppm气体浓度相关。
2018-05-21 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Glue-Assisted Grinding Exfoliation of Large-Size 2D Materials for Insulating Thermal Conduction and Large-Current-Density Hydrogen Evolution
二维（2D）材料具有许多有前途的应用，但其可规模化生产仍然具有挑战性。在此，我们开发了一种胶辅助研磨剥离（GAGE）方法，其中粘合剂聚合物作为胶水，以大规模生产具有大横向尺寸，高质量和高产量的2D材料。密度泛函理论模拟表明，剥离机理涉及到所选聚合物与二维材料的结合能之间的竞争，该竞争大于层状材料的剥离能。以h-BN为例，GAGE生产的2D h-BN平均横向尺寸为2.18 μm，厚度为3.91 nm。该方法还扩展到生产各种其他2D材料，包括石墨烯，MoS 2，Bi 2 O2 Se，蛭石和蒙脱石。由此产生的2D材料的两个代表性应用已经被证明，包括用于绝缘热传导的h-BN/聚合物复合材料和用于大电流密度析氢的MoS 2电催化剂，表明大规模生产的2D材料的巨大潜力。
2021-08-30 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
1-octadecene monolayers on Si(111) hydrogen-terminated surfaces: effects of substrate doping
我们研究了1-十八烯在氢封端的（111）硅表面上的单分子膜的电子性质及其与结构性质的关系。分子通过紫外线照射激活的C=C和Si-H之间的自由基反应连接。我们比较了在不同类型（n型和p型）和不同掺杂浓度（从低掺杂（~ 1 E14 cm-3）到高掺杂（~ 1 E19 cm-3））的硅衬底上形成的单分子膜的结构和电学性质。我们表明，在n-，p-和p+硅上的单层是致密的，它们作为非常好的绝缘膜在纳米厚度的漏电流低至~ 1 E-7 A.cm-2和高品质的电容-电压特性。在n+型硅上形成的单层更加无序，因此当嵌入硅/单层/金属结中时表现出更大的漏电流密度（> 1 E-4 A.cm-2）。用n+型硅获得的劣质结构和电子性质指出了有机单层的化学吸附过程中表面电势和表面费米能级的位置的重要作用。
2004-05-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Tunable structure-activity correlations of molybdenum dichalcogenides (MoX$_2$; X= S, Se, Te) electrocatalysts via hydrothermal methods: insight into optimizing the electrocatalytic performance for hydrogen generation
在碱性HER中低浓度的质子供体，随后导致额外的水吸附和解离步骤，确定了活性位点的价值（边缘和基底位点）和晶相在降低额外活化势垒和/或优化H* 吸附动力学中的作用;此外，基于形态学的突出特征层状二硫属钼族化合物的结构（表面积、厚度、缺陷、无序和结晶度）确定了活性位点和相的作用，以进行更可解释和可行的结构-活性分析。在这种情况下，水热合成方法是用来表现出一个明确的映射之间的纳米结构/纳米表面设计和实际HER性能通过调整关键的实验参数。在这篇文章中，MoX $_2$纳米结构在不同的物种（X = S，Se，Te），添加的反应物（Se金属前体和NaBH 4还原剂）的摩尔比和水热温度被认为是调制的结构和优化的HER性能。
2021-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
