Transport in Suspended Monolayer and Bilayer Graphene Under Strain: A New Platform for Material Studies
我们开发了两种类型的石墨烯器件的基础上，纳米机电系统（NEMS），允许在原位应变调制的存在下进行传输测量。不同的迁移率和电导应变响应观察到单层和双层样品。这些类型的设备可以扩展到其他2D膜，如MoS2，提供传输，光学或其他测量与原位应变。
2013-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic Structure and Optical Properties of Monolayer $ReS_2$ with Defect Controlled by Strain Engineering
通过第一性原理计算，研究了应变工程下含空位单层$ReS_2$的形成能、带隙、电子态密度、有效质量和光学性质.计算结果表明，S4缺陷比其他类型的空位更容易形成。应变引起的非对称形变使其能带结构由直接带隙向间接带隙转变。分电子态密度分析表明，缺陷态的主要成分是Re-d，Re-p和S-d轨道，与$MoS_2$不同，缺陷态既位于费米能级之上，也位于费米能级之下.此外，有效质量对外部应变的敏感性和各向异性。反射光谱可以通过外加应变进行很大程度的调谐，这表明ReS 2单层膜在纳米应变传感器和电导开关FET中具有很好的应用前景。
2016-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain tuning of optical emission energy and polarization in monolayer and bilayer MoS2
利用显微拉曼光谱和光致发光（PL）光谱研究了单轴拉伸应变对柔性衬底上单层和双层MoS 2振动和光电性质的影响。初始简并的E^1_{2g}拉曼模式分裂成双峰，这是通过样品-衬底界面处的范德华耦合施加到MoS 2上的应变的直接结果。我们观察到一个强烈的移动的直接带隙的48 meV/（应变的%）的单层和46 meV/%的双层，其间接带隙移动了86 meV/%。我们发现，单层和双层样品的PL偏振与光谷初始化的强烈下降，表明散射的自旋简并伽马谷起着关键作用。
2013-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Imaging strain-localized exciton states in nanoscale bubbles in monolayer WSe2 at room temperature
在单层过渡金属二硫属化物中，量子发射体与局部应变相关联，所述局部应变可以确定性地应用于创建单光子源的设计者纳米阵列。尽管压倒性的经验与局部应变，应变，激子，缺陷和局部晶体结构，引起这些量子发射器之间的纳米级相互作用知之甚少。在这里，我们结合室温纳米光学成像和光谱学的激子在单层WSe 2的局部应变的纳米气泡与原子结构模型，以阐明如何应变诱导纳米级的限制电位，引起高度本地化的激子状态在2D半导体。在低缺陷单层的纳米气泡的纳米光学成像揭示局部激子的长度尺度约为10 nm的多个站点沿周边的个别纳米气泡，这是在形成鲜明对比的连续模型的预测应变。这些结果与理论约束电位，原子地从现有的纳米气泡测量的形貌。我们的研究结果提供了一种实验和理论的洞察力如何应变诱导的限制-没有晶体缺陷-可以有效地本地化激子的长度尺度与激子的大小相称，提供关键的纳米尺度的量子发射体现象在单层WSe 2的结构特性信息。
2020-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exciton fine structure splitting and linearly polarized emission in strained transition-metal dichalcogenide monolayers
本文从理论上研究了各向异性弹性应变对过渡金属双硫族化合物原子薄晶体中激子能谱、精细结构和光学选择规则的影响。应变的存在打破了在布里渊区的$\bm K$ -点的手性选择规则，并使光学跃迁线性偏振。激发线极化的方向与应变张量的主轴有关。弹性应变提供了一个附加的贡献与单轴应变WSe $_2$单层获得的实验证据的激子精细结构分裂。施加的应变也诱导动量相关的塞曼分裂。根据应变的取向和大小，可以在激子能谱中形成具有线性色散的狄拉克点。我们提供了一个对称性分析的应变效应，并制定了一个微观理论的所有相关的应变引起的贡献的激子精细结构的哈密顿量。
2022-08-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nearly flat Chern band in periodically strained monolayer and bilayer graphene
本研究探究周期性应变下单层与双层石墨烯的平带形成条件，发现两类体系中均存在贝里曲率均匀的拓扑近平带，结合Jackiw-Rebbi模型解释单层近平带起源，证实应变石墨烯是强关联量子态的潜在平台。
2023-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Vertical Strain-Induced Modification of the Electrical and Spin Properties of Monolayer MoSi2X4 (X= N, P, As and Sb)
在这项工作中，单层MoSi_2X_4（X= N，P，As和Sb）在垂直应变下的电学和自旋性质进行了研究。能带结构表明MoSi2N4是间接半导体，而其他化合物是直接半导体。选择垂直应变来改变电性能。带隙显示出最大值和减少拉伸和压缩应变。K点处的价带显示出较大的自旋分裂，而导带的自旋分裂可以忽略不计。另一方面，第二导带具有大的自旋分裂，并且在垂直应变下向下移动，这导致导带和价带边缘都有大的自旋分裂。投影态密度以及投影能带结构阐明了这些大自旋分裂的起源。这三种自旋劈裂可以通过垂直应变来控制。
2021-06-13 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
Tailoring the structural and electronic properties of graphene-like ZnS monolayer using biaxial strain
我们的第一性原理全势密度泛函理论（DFT）计算表明，单层的ZnS（ML-ZnS），这是预测采用石墨烯样的平面蜂窝结构与直接带隙，经历应变引起的修改时，其结构和带隙面内均匀双轴应变（$δ$）。ML-ZnS在大于0.92%的压缩应变下发生屈曲;屈曲参数$Δ$（= 0.00 Ω\，对于平面ML-ZnS）随着压缩应变的增加而线性增加（$Δ= 0.435$ Ω\，在$δ= - 5.25$ %下）。当拉伸应变为2.91%时，ML-ZnS的直接带隙转变为间接带隙。在我们考虑的$|δ| < 6%$的应变值内，带隙显示出随拉伸（压缩）应变线性减小（非线性增大以及减小）的变化。这些预测可能在未来的应变传感器和其他纳米器件，如纳米机电系统（NEMS）的潜在应用。
2014-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic Raman Scattering and Mobility in Monolayer 1Td-ReS2 Controlled by Strain Engineering
二维过渡金属二硫属化合物（TMDs）的电子结构和迁移率截止率调控因其在电子器件设计中的潜力而受到广泛关注。基于密度泛函理论，从理论上确定了单分子层唯一畸变1 T（1 Td）ReS 2在外加应变作用下的各向异性拉曼散射和迁移率截止率.利用类Ag、类Eg-like和Cp模型的角相关拉曼光谱对结构各向异性进行了判别和分析，并利用应变调整了ReS 2的结构对称性和电子结构，使迁移率截止率提高了近6倍。我们的研究结果表明，应变工程在高品质的半导体开关器件中的应用。
2016-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Biaxial strain tuning of excitons in monolayer MoSe$_2$ by high-temperature physical vapor deposition
本文利用高温物理气相沉积在Si₃N₄和SiO₂衬底上对单层MoSe₂施加双轴拉伸应变，实现了103 meV/%的激子调控速率，为过渡金属二硫化物中最高值，并通过光谱表征揭示了应变分布特性，为光电子器件应变工程提供了有效途径。
2024-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable High Spin Chern-Number Insulator Phases in Strained Sb Monolayer
本研究发现半金属性 Sb 单层具有自旋陈数为 2 的 HSCI 能带拓扑，并证明适度晶格应变可使其在绝缘态与半金属态间转变、实现 0 至 3 的可调自旋陈数。
2024-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Biaxial strain tuning of exciton energy and polarization in monolayer WS2
本文通过微区光谱实验研究双轴拉伸应变对单层WS2激子能量和圆偏振度的调控，发现应变引起约-130 meV/%的能量位移并抑制圆偏振度，揭示其源于能量与极化弛豫通道的相互作用及长程交换相互作用的改变。
2023-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Performance Analysis of uniaxially strained Monolayer Black Phosphorus and Blue Phosphorus n-MOSFET and p-MOSFET
在这项工作中，我们提出了一个计算研究的可能性应变工程在单层黑磷（黑P）和蓝磷（蓝P）的MOSFET。利用密度泛函理论中的广义梯度近似（GGA）计算了器件的能带结构、载流子有效质量、能带极值处的载流子密度等材料特性，并利用自洽非平衡格林函数（NEGF）模拟了器件的输出特性、导通电流、击穿电压等性能指标。这种应变黑色P和蓝色P基MOSFET。我们的模拟表明，蓝色P中的载流子有效质量对Z字形和扶手椅方向上施加的应变更敏感。蓝P在n-MOS和p-MOS的应变工程中更敏感。除了在扶手椅方向上具有应变的黑色P基FET之外，总体上蓝色P（黑色P）n-MOSFET（p-MOSFET）在传输方向上具有拉伸（压缩）应变的情况下显示出性能的中度至显著的改善。
2016-02-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Reduction in Thermal Conductivity of Monolayer MoS2 by Large Mechanical Strains for Efficient Thermal Management
本文利用光热拉曼技术首次测量大机械应变下单层 MoS2 的面内热导率，发现 6.3% 拉伸应变可使其降低约 62%，为柔性可穿戴电子热管理提供依据。
2024-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Boron Nitride Monolayer: A Strain-Tunable Nanosensor
利用密度泛函理论研究了三轴面内应变对六方氮化硼薄膜电子性质的影响。与石墨烯不同，三轴应变将氮化硼薄片的分子轨道定位在其中心，这取决于所施加的应变的方向。所提出的用于定位氮化硼薄片中心接近费米能级的分子轨道的技术可用于实现工程纳米传感器，例如，选择性地检测气体分子。我们表明，中央部分的应变片吸附极性分子更强烈地相比，一个unstrained片。
2013-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tuning the electronic structures and transport coefficients of Janus PtSSe monolayer with biaxial strain
Janus过渡金属二硫属化物（TMD）单分子膜由于其在电子学、光电子学和压电学方面的巨大潜力而引起了人们的广泛关注，实验上合成了具有三明治结构的S-Mo-Se结构的TMD单分子膜。本文采用广义梯度近似（GGA）和自旋轨道耦合（SOC）方法，系统研究了Janus PtSSe单分子膜的电子结构和输运性质与双轴应变的关系.计算结果表明，SOC对PtSSe单层的功率因数有不利影响，这可以通过考虑SOC对费米能级附近能带的影响来理解。随着$a/a_0$从0.94增加到1.06，禁带宽度先增大后减小，这是由于导带底位置的变化。研究发现，压应变可以通过改变导带极值（CBE）的相对位置来增加导带的收敛强度，从而提高n型$ZT_e$值。计算结果表明，压应变还可以在费米能级附近的$Γ$点附近诱导出平坦的价带，由于有效质量大，导致Seebeck系数高，从而产生更好的p型$ZT_e$值。计算的弹性常数与$a/a_0$从0.94到1.06都满足机械稳定性标准，这证明了PtSSe单分子膜是机械稳定的，在所考虑的应变范围内。我们的工作进一步丰富了Janus TMD单分子膜的研究，并可以推动进一步的实验工作。
2019-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain Engineering of Spin and Rashba properties in Group-III Monochalcogenide MX (M=Ga, In and X=S, Se, Te) Monolayer
本文研究了应变作用下单层MX（M=Ga，In，X=S，Se，Te）的自旋性质。密度泛函理论被用来研究自旋性质。自旋-轨道耦合作用导致应变改变对带隙的修正，结果表明自旋-轨道耦合作用在压缩区对带隙的修正作用更强。此外，自旋分裂的导带和价带相对于应变进行了比较，六种材料。导带底的位置决定了自旋的性质。当M谷位于煤层气中时，这些具有镜像对称性的材料可以显示Rashba效应。应变调谐三个谷（K、M和$Γ$谷）中的导带最小值，并确定在每种材料的每种应变中发生了哪种自旋效应（自旋分裂、Rashba分裂或无自旋分裂）。最后，探讨了Rashba参数与原子质量之间的关系，发现原子质量与Rashba系数之间存在线性关系。
2020-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Detecting giant electron-hole asymmetry in graphene monolayer generated by strain and charged-defect scattering via Landau level spectroscopy
石墨烯单层中的电子-空穴对称性类似于宇宙中电子和正电子之间固有的对称结构，在无质量狄拉克费米子的手征性和手征隧穿中起着至关重要的作用。在这里，我们证明了应变和带电缺陷散射可以打破这种对称性显着的石墨烯单层。在我们的实验中，电子和空穴的费米速度直接通过朗道能级光谱测量。在具有晶格变形和曲率的应变石墨烯中，和分别测量为1.2 X 106 m/s和1.02 X 106 m/s。这种巨大的不对称性源于应变区域次近邻跳跃的增强。在带正电荷的缺陷周围，我们观察到了相反的电子-空穴不对称性，测得的和分别为0.86 × 106 m/s和1.14 × 106 m/s。这种大的不对称性归因于石墨烯单层中的无质量狄拉克费米子在被吸引到带电缺陷时比在被排斥时更强烈地散射。
2015-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain-induced modulation of exchange interaction in monolayer zigzag nanoribbons of B$_2$S
在这项工作中，电子结构和磁相互作用的单层纳米带的B $_2$ S，最近实现的单层系统的应变调制进行了研究。在第一部分的研究中，我们主要关注单轴应变下B $_2$ S单层纳米带的电子结构是如何被改变的，然后采用紧束缚的框架和传统的弹性理论，我们讨论了应变诱导的局部变形如何被用作一种手段来影响B $_2$ S锯齿形纳米带中的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）相互作用。我们表明，打破反转对称性在锯齿形B $_2$ S纳米带（ZBSNR），例如，通过引入交错的亚晶格势，在其电子性质的调制中起着关键作用。更有趣的是，对于属于组$M=4p$的ZBSNR，其中$M$是ZBSNR的宽度，而$p$是整数，可以看到总是观察到带隙，其中一对近中间带与体带完全分离。作为一个关键特征，可以通过施加面内应变$\varepsilon_x$和$\varepsilon_y$来移动ZBSNR的能量图中的中间带的位置。此外，近中间带隙带宽单调减小的应变强度的增加和增加的ZBSNR的宽度。ZBSNRs的能隙随应变和带宽的增加而减小。的空间和应变依赖性的交换相互作用在各种配置的磁性杂质也进行了评估。B $_2$ S纳米带中吸附的磁性杂质之间的磁相互作用可以通过对这种系统进行仔细的应变工程来操纵。我们的研究结果表明，这些可调的电子和磁性的ZBSNRs意味着他们可能会发现应用在自旋电子学和赝…
2019-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain-tunable magnetic and magnonic states in Ni-dihalide monolayers
研究了双轴和单轴应变对NiX2单层磁基态、临界温度及磁振子性质的影响，揭示了包含铁磁、螺旋磁和斯格明子相的复杂相图，并发现双二次交换相互作用及应变可调的软磁振子模式对磁性质具有显著影响。
2024-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Valley polarization transition driven by biaxial strain in Janus $\mathrm{GdClF}$ monolayer
晶体中载流子的谷自由度有利于信息处理和逻辑运算，实现谷极化是谷应用的关键因素。在这里，我们提出了一个模型，谷极化转变在不同的谷点（-K和K点）是由双轴应变产生的。通过第一性原理计算，我们用Janus $\mathrm{GdClF}$单分子层的具体例子来说明我们的想法。预测的$\mathrm{GdClF}$单层具有动态、机械和热稳定性，并且是一种铁磁（FM）半导体，具有垂直磁各向异性（PMA）、谷点处的价带最大值（VBM）和高居里温度（$T_C$）。由于其固有的铁磁性和自旋轨道耦合（SOC），将诱导自发谷极化，但谷分裂仅为-3.1meV，这提供了通过应变在不同谷点实现谷极化转变的机会。在所考虑的应变范围内（$a/a_0$：0.94 $\sim$ 1.06），应变GdClF单层膜始终具有带隙、强FM耦合和PMA。压应变有利于-K谷极化，而张应变有利于K谷极化。在0.96和1.04应变下对应的谷分裂分别为-44.5meV和29.4meV，高于室温下的热能（25 meV）。由于特殊的Janus结构，可以观察到平面内和平面外的压电极化。结果表明，铁谷材料的面内压电极化方向可以被应变翻转，在0.96和1.04应变下的$d_{11}$分别为-1.37 pm/V和2.05 pm/V。
2021-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain-Induced Curvature in Monolayer Graphene: Effects on Electronic Structure, Phonon Dynamics, and Lattice Thermal Conductivity
Shenzhen Technology University（深圳技术大学）；Universidade do Porto（波尔图大学）；University of Évora（埃武拉大学）；University of Aveiro（阿威罗大学）；University of Huddersfield（哈德斯菲尔德大学）；Universitat Politècnica de València（瓦伦西亚理工大学）
研究应变诱导曲率对单层石墨烯电子结构、声子动力学和晶格热导率的影响，发现曲率增强会改变电子性质并诱导Van Hove奇异点，同时应变导致声子散射增强，降低晶格热导率。
2026-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing the uniaxial strain-dependent valley drift and Berry curvature in monolayer MoSi$_2$N$_4$
通过从头计算和理论分析，研究单轴应变对单层MoSi$_2$N$_4$中谷漂移和贝里曲率的影响，发现应变可调控谷物理，对谷电子学具有重要意义。
2023-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain-Enhanced Mobility of Monolayer MoS2
应变工程是调整半导体特性的重要方法，几十年来一直用于提高硅晶体管的迁移率。最近，理论研究已经预测，应变也可以提高二维（2D）半导体的迁移率，例如通过减少谷间散射或降低有效质量。在这里，我们的实验表明，应变增强的电子迁移率在单层二硫化钼晶体管与单轴拉伸应变，在柔性基板上。当拉伸应变达到0.7%时，通态电流和迁移率几乎增加一倍，应变释放后，器件恢复到初始状态。我们还显示了一个栅电压依赖的规范因子高达200单层二硫化钼，这是高于以前的值报告的子1纳米薄压阻膜。这些结果证明了应变工程2D半导体对于集成电路性能增强或柔性应变传感器等应用的重要性。
2022-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Subjecting a graphene monolayer to tension and compression
石墨烯片在拉伸和压缩下的机械行为使用的微束排列检查。采用了两组不同的样品，涉及仅支撑在塑料棒上但也嵌入塑料基材内的薄片。通过监测的位移的二维拉曼线与应变，应力传递效率作为应力符号和单层支撑的函数的信息。在张力下，嵌入的薄片似乎承受高达1.3%的应变，而在压缩下，在约0.7%的应变下存在薄片屈曲的指示。保持这样高的临界屈曲应变证实了嵌入单层的相对高的抗弯刚度。
2009-10-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Monolayer MoS$_2$ Strained to 1.3\% with a Microelectromechanical System
我们报告了一种改进的转移技术，用于原子级薄材料集成到微机电系统（MEMS）上，用于研究应变物理和创建基于应变的器件。我们的方法容忍MEMS的非平面结构和脆弱性，同时仍然提供精确的定位和无裂纹的薄片转移。此外，我们的方法使用转移聚合物将2D晶体锚定到MEMS，这减少了制造时间，提高了产量，并允许我们利用2D晶体和聚合物之间的强机械耦合来应变原子薄系统。我们首次成功地用MEMS器件对二硫化钼（MoS $_2$）的单原子层进行了应变，并实现了大于1.3%的应变，标志着将2D材料与MEMS结合的一个重要里程碑。我们使用MoS $_2$拉曼光谱和光致发光光谱的应变响应来推断我们晶体中的应变，并提供一致性检查。我们发现我们的实验和文献之间有很好的对比。
2018-06-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain-controlled magnetism and magnetoelasticity in monolayer NiPS$_3$ and CrPS$_4$
Universidad de Oviedo（奥维耶多大学）；Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）
开发基于应变依赖海森堡模型的二维磁体磁弹性耦合第一性原理框架，揭示单层NiPS₃弱各向同性耦合、CrPS₃强各向异性耦合及应变驱动磁相转变特性，为低维磁体磁弹性效应量化提供通用途径。
2026-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain-Induced Half-Metallicity and Giant Wiedemann-Franz Violation in Monolayer NiI$_2$
Universidad de Antofagasta（安托法加斯塔大学）
单层NiI₂在应变作用下表现出半金属性转变和巨量威德曼-弗兰兹定律违反，为自旋热电器件提供新可能。
2025-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic states of linear defects in graphene monolayers: effects of strain and interaction
利用{ \it ab initio}计算方法研究了缺陷-缺陷相互作用和高达10%的单轴或双轴应变对石墨烯中由所谓的558线性扩展缺陷产生的缺陷核局域准一维电子态的磁态发展的综合影响.结果进行了分析的基础上的Stoner准则的几何学。我们发现，558缺陷上的磁状态的出现的条件可以通过单轴拉伸平行应变（沿缺陷方向）在孤立和相互作用的558缺陷的两个极限进行调谐。平行的应变，导致两个合作的效果，有利于巡回磁的出现：增强的DOS的共振缺陷态的区域中的费米能级和调谐的费米能级的相关DOS峰的最大值。垂直应变同样显示出增强缺陷态的DOS，但它也影响费米能级的退变，其从缺陷态的DOS的最大值移开，这阻止了磁态的出现。因此，在双轴应变下，磁状态的稳定性取决于应变的两个分量的相对大小。
2017-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain-tuned magnetoelectric properties of monolayer NiX$_2$ (X = I, Br): a first-principles analysis
本研究基于第一性原理，揭示了通过双轴和单轴应变调控NiX$_2$单层磁电响应的双重机制，阐明了第三近邻自旋对在增强电极化中的关键作用，为二维应变电子器件设计提供了新思路。
2025-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain induced topological phase transition at zigzag edges of monolayer transition-metal dichalcogenides
本文用最小三带紧束缚模型研究了单层过渡金属二硫族化合物之字形带的应变效应。无应变系统显示出拓扑相位与马约拉纳零模式本地化的一维（1D）锯齿形边缘的边界。通过直接检查的频谱和波函数，我们研究的拓扑相位的演变作为一个平面内，单轴变形。结果表明，应变使一维边缘态的能量发生移动，从而引起拓扑相变，消除了Majorana模。对于现实的参数值，我们表明，应变的效果可以从完全破坏性的-在这种情况下，一个小的内置应变是足以破坏拓扑相-应变成为一个有效的调谐参数，可用于操纵马约拉纳零模式的情况。这两个制度是通过增加所施加的塞曼场的值在现实的值。我们还研究了应变效应如何受到化学势的影响，特别是如何将不必要的影响降到最低。最后，作为一个交叉检查所获得的结果，我们揭示了一维Majorana零模式的锯齿形边缘和多带Berry相位，这是作为这个系统的拓扑不变量之间的连接。
2016-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High Strain Engineering of a Suspended WSSe Monolayer Membrane by Indentation and Measured by Tip-enhanced Photoluminescence
本研究通过AFM压痕和尖端增强光致发光技术，对悬浮WSSe单层膜施加高达10%的应变，观测到每单位应变64 meV的光致发光偏移，并测得273 GPa的高杨氏模量，展示了二维三元材料在应变电子学中的潜力。
2024-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain Tunable Photocatalytic Ability of $BC_{6}N$ Monolayer
本文基于杂化密度泛函理论研究了硼碳氮化合物（$BC_{6}N$）蜂窝晶格的光催化性能。我们观察到，随着明显的可见吸光度，$BC_{6}N$表现出良好的还原能力。它能够通过光电催化沉积重金属离子、产生氢燃料和封存二氧化碳。为了扩大其适用性，我们进一步调整其氧化还原能力，使用双轴应变。我们观察到，即使是轻微的膨胀，也使这种材料能够同时进行氧化和还原，这对于废物管理和通过自发水分解产生氢气至关重要。在这项研究中，我们提出$BC_{6}N$是一个有前途的潜在候选人，作为无金属二维光催化剂，并显示如何调整其适用性，以解决多种环境危机。
2021-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Synthesis of built-in highly strained monolayer MoS2 using liquid precursor chemical vapor deposition
本研究发现液态前驱体CVD法生长的单层MoS₂内置应变由尺寸主导，20μm为临界尺寸，60μm时应变达1.2%，且大尺寸下传统拉曼层数评估法失效。
2023-03-28 cond-mat.mtrl-sci
In-plane strain tuning multiferroicity in monolayer van der Waals NiI$_{2}$
基于密度泛函理论计算和蒙特卡罗模拟，研究了单层NiI $_{2}$中应变水平下的多铁性有序。通过对无应变单层NiI $_{2}$的研究，我们发现第一近邻和第三近邻交换作用在其磁相图的形成中起着至关重要的作用。这些相互作用的竞争导致磁挫挫，导致形成适当的螺旋螺旋基态。我们进一步表明，从无应变单层得出的这些结论可以很好地推广到我们的工程菌株范围内的情况。值得注意的是，我们的计算表明，在$a$ -轴上有6%的拉伸应变和在$b$ -轴上有8%的压缩应变时，Néel温度$T_N$可以显著提高到101 K，比无应变的Néel温度大约5倍。在两个轴上8%的均匀压缩应变下，自发电极化的强度也可以增加一倍以上。我们的工作表明，应变是一种很有前途的方法来调节单层NiI $_{2}$中的多铁性有序，并有可能显著提高其转变温度和电极化的强度，从而拓宽其在自旋电子学器件中的应用前景。
2022-09-27 cond-mat.mtrl-sci
Spin Response Properties in Electronically Robust Ferromagnetic Strained CrSiSe$_3$ Monolayer under External Electric Fields
Universitas Indonesia（印度尼西亚大学）；National Research and Innovation Agency (BRIN)（国家研究与创新署）；Telkom University（Telkom大学）
研究通过第一性原理计算探讨了外部电场下应变工程化的铁磁CrSiSe3单层的电子、拓扑、磁声学和磁光特性，发现其电荷部分在0.3V/Å电场下具有极强的稳健性，而自旋自由度则表现出高度可调性，电场调控自旋 Berry 式曲率并增强自旋霍尔电导，同时外部电场调节集体磁声子激发，从而建立了一种稳定的自旋电子器件平台。
2026-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain Tunable Berry Curvature Dipole, Orbital Magnetization and Nonlinear Hall Effect in WSe2 Monolayer
在时间反演对称性破缺系统中，电子拓扑结构通常与Berry曲率有关，Berry曲率可以引起反常的霍尔效应.本征单层过渡金属二硫属化物具有两个不等价的K和K'谷，Berry曲率符号相反，从而消除了体系中的反常霍尔效应。在这里，我们报告的实验实现的Berry曲率在一个单一的谷单轴应变打破C3 v对称性WSe 2单分子层。因此，虽然K谷和K'谷的Berry曲率本身仍然相反，但这两个谷对非零Berry曲率偶极子的贡献是相等的。在施加电场时，出现的Berry曲率偶极子将导致面外轨道磁化，这进一步诱导对E^2具有线性响应的异常霍尔效应，称为非线性霍尔效应。利用门控技术研究了中等空穴掺杂的WSe_2单层薄膜的非线性霍尔效应的应变调制输运特性。二次谐波霍尔信号与电场呈二次函数关系，对应的轨道磁化强度单位电流密度可达60。与具有面内自旋极化的传统Rashba-Edelstein效应相比，这种电流诱导的轨道磁化沿着面外方向，从而有望实现垂直磁化的高效电开关。
2021-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain Engineering on the Excitonic Properties of Monolayer GaSe
本文采用第一性原理计算研究了应变对单层GaSe电子和光学性质的影响。变形显着改变能量色散，带隙，和带边状态的GaSe。带隙随应变的变化既有线性变化也有非线性变化，并强烈依赖于变形的类型和变形的方向。外部机械应变也显著地剪裁GaSe的光学性质，当施加拉伸应变时，激子结合能强烈地降低，而对于压缩应力则相反。此外，非均匀应变也导致吸收光谱中的强极化。我们的计算表明，利用应变工程可以显著地调节GaSe单层膜的电学和光学性质，这对于设计新型光电子器件是一种很有前途的方法。
2023-01-02 cond-mat.mtrl-sci
Manipulating charge-density-wave in monolayer $1T$-TiSe$_2$ by strain and charge doping: A first-principles investigation
利用第一性原理计算研究了面内双轴应变和电荷掺杂对单层$1T$ -TiSe $_2$电荷密度波（CDW）阶数的影响.我们的研究结果表明，拉伸应变可以显着提高CDW秩序，而压缩应变和电荷掺杂（电子和空穴）抑制CDW的不稳定性。在单层$1T$ -TiSe $_2$的基础上，拉伸应变可以提供一种获得更高CDW转变温度的有效方法。我们还讨论了电荷掺杂单层$1T$ -TiSe $_2$的潜在超导电性。在单层$1T$ -TiSe $_2$中可以实现从CDW态到金属态甚至超导态的可控电子相变，这使得$1T$ -TiSe $_2$在基于CDW的可控开关电子器件中具有很好的应用前景。
2017-06-20 cond-mat.mtrl-sci
Tuning electronic and optical properties of free-standing Sn2Bi monolayer stabilized by hydrogenation
在这项研究中，我们系统地研究了Sn 2Bi单层的结构，机械，电子和光学特性，这是一种最近实验合成的薄片[PRL，121，126801（2018）]，它已被氢化（Sn 2BiH 2），以使用密度泛函理论（DFT）稳定自支撑形式。为了调节能带结构和电子性质，使用了机械应变和电场。我们的研究表明，在这个独立的样品中，有电子平带和自由空穴带，像最近在硅片上合成的样品，这提供了具有强局域化的电子和高迁移率的自由空穴的可能性。此外，Sn 2BiH 2单层的带隙经历了80%的增长相比，实验样品。应变的相关结果表明，带隙可以适当地操纵双轴应变（-13%至+21%）范围内从0.2至1.6 eV。应该提到的是，相应单分子层在拉伸和压缩应变下的稳定性和柔性是由于原子之间的强σ键。我们还认识到应变可以引起带隙的间接-直接转变。此外，我们的光学研究结果表明，Sn 2BiH 2单分子层在特定范围内的紫外光谱几乎具有金属性质，它是透明的，在红外和可见光谱的电磁辐射。所有这些可调特性和非平凡的功能预示着Sn 2BiH 2单分子膜在近红外探测器、热电器件、场效应晶体管、传感器、电子器件、能量收集和光电子学等方面具有巨大的应用潜力。
2019-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Decoupled Strain Response of Ferroic Properties in Multiferroic VOCl2 Monolayer
二维磁电多铁性材料是一种具有良好应用前景的小型化逻辑和存储器件材料。在这里，我们探讨了应变工程的有效性，最近预测的2D反铁磁铁电，VOCl 2单层的性能调整。有趣的是，我们发现，磁有序和电极化的强度可以独立地调整使用沿不同的面内晶格矢量的单轴拉伸应变。沿晶格矢量b的4%的拉伸应变引起从具有面外磁化的反铁磁（AFM）基态到具有面内磁化的铁磁（FM）基态的转变。另一方面，沿晶格矢量a的张应变增强了自发电极化的强度，而不影响磁有序。单分子膜在拉伸应变下保持动态稳定，这进一步有助于提高铁磁性和铁电性的居里温度。这种应变可调的多铁性材料为下一代纳米电子器件带来了巨大的希望。
2021-02-15 cond-mat.mtrl-sci
Robust Spin Splitting and Strain-Controlled Optical Response in Monolayer CrC2N4 for Valleytronic and Optoelectronic Applications
Bangladesh University of Engineering and Technology（孟加拉国工程技术大学）；Jinling Institute of Technology（金陵科技学院）
通过第一性原理计算，研究了单层CrC2N4在双轴应变下的电子、谷、电荷转移和光学性质，发现SOC产生谷对比自旋分裂，应变可调带隙和光学响应，为谷电子和光电子器件提供平台。
2026-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Quasiparticle band structures and optical properties of strained monolayer MoS2 and WS2
采用更精确的多体微扰\emph{GW}理论和最大局域Wannier函数（MLWFs）方法，研究了无应变和应变单层MoS $_{2}$的准粒子（QP）能带结构.在部分自洽的\emph{GW$_{0}$}（sc \emph{GW$_{0}$}）计算的基础上，通过求解包含激子效应的Bethe-Salpeter方程（BSE），得到了与实验符合较好的光学带隙.随着应变的增加，激子结合能几乎不变，而光学带隙显著减小。对单层WS $_{2}$进行了sc \emph{GW$_{0}$}和BSE计算，预测了类似的特性，并且WS $_{2}$在相同应变下具有Mo（S，Se）和W（S，Se）单层中最轻的有效质量.我们的研究结果还表明，电子的有效质量随着拉伸应变的增加而减少，从而导致载流子迁移率的增强。目前的计算结果表明，一个可行的路线来调整单层过渡金属二硫属化物（TMD）的电子性能，在高性能电子器件中的潜在应用的应变工程。
2013-03-02 cond-mat.mtrl-sci
Biaxial tensile strain tuned up-and-down behavior on lattice thermal conductivity in $β$-AsP monolayer
各种具有石墨烯类屈曲结构的二维（2D）材料出现，并且最近已经从第一性原理计算提出$β$相AsP单层是热稳定的。热输运的研究对这些二维材料基纳米电子器件的研究具有重要意义。受此启发，通过求解线性化声子玻尔兹曼方程的单模弛豫时间近似（RTA）内的应变相关的声子输运的AsP单层的比较研究。结果表明，AsP单分子层的晶格热导率（$κ_L$）与具有类似屈曲结构的As单分子层的晶格热导率非常接近，这是由于As单分子层对AsP单分子层的声子寿命的降低与群速度的提高相互抵消的结果.相应的AsP单分子膜的室温薄层热导率为152.5 $\mathrm{W K^{-1}}$。值得注意的是，增加的拉伸应变可以硬化长波长的平面外（ZA）声学模式，并软化平面内的纵向声学（LA）和横向声学（TA）模式。计算结果表明，随着应变的增加，AsP单层膜的$κ_L$呈现非单调的上下运动。这种不寻常的应变依赖性是由于声子群速度的降低、ZA模声子寿命的提高和TA/LA模非单调上下声子寿命之间的竞争。结果表明，在所研究的应变范围内，$κ_L$以声学分支为主，ZA分支的贡献随应变的增加而增加，TA/LA分支的贡献则相反。通过分析累积$κ_L$相对于声子平均自由程（MFP）的变化，发现拉伸应变可以有效地调制AsP单分子膜中$κ_L$的尺寸效应。
2018-01-13 cond-mat.mtrl-sci
Small strain induced large piezoelectric coefficient in $α$-AsP monolayer
应变工程可以有效地调节材料的电子、拓扑和压电性能。本文采用密度泛函理论（DFT）研究了小应变（-4\%至4\%）对$α$ -AsP单分子膜压电性能的影响。采用密度泛函微扰理论和有限差分法，导出了压电应力张量$e_{ij}$和弹性刚度张量$C_{ij}$。结果表明，$α$ -AsP单分子膜的杨氏模量具有很强的各向异性，且扶手椅方向比锯齿方向更柔软，这为扶手椅方向压电系数的调节提供了可能。在所考虑的应变范围内，发现沿扶手椅（锯齿形）方向的单轴压缩（拉伸）应变显着提高了$e_{22}$和$d_{22}$（绝对值）。事实上，沿扶手椅方向的压应变和沿Z字形方向的拉应变实质上减小了沿扶手椅方向的晶格常数，这可以提高压电系数。还研究了$β$单分子膜的$e_{ij}$作为应变的函数，以说明$α$ -AsP的特殊褶皱结构在提高压电系数中的重要性。一个经典的SnSe单层褶皱结构被用来进一步声明沿扶手椅方向的小应变可以有效地提高压电系数。例如，SnSe单层在-3.5\%应变下的$d_{22}$从未应变的175.3 pm/V上升到628.8 pm/V。对于SnSe单层，观察到$e_{22}$的大峰，这是由于结构相变。对于SnSe单层的$e_{16}$，由于晶格常数$a$沿Z字形方向和$b$沿扶手椅方向交叉，也观察到大的峰。
2019-10-19 cond-mat.mtrl-sci
Biaxial Tensile Strain Enhances Electron Mobility of Monolayer Transition Metal Dichalcogenides
研究通过在柔性衬底上施加双轴拉伸应变，显著提高了单层WS$_2$和MoS$_2$晶体管的电子迁移率，并利用密度泛函理论揭示其机制为谷间电子-声子散射减少。
2023-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Manipulation of electronic and magnetic properties of M$_2$C (M=Hf, Nb, Sc, Ta, Ti, V, Zr) monolayer by applying mechanical strains
通过应变工程来调节材料的电磁性能是提高电子和自旋电子器件性能的有效策略。近年来合成的二维过渡金属碳化物M $_2$ C（M=Hf，Nb，Sc，Ta，Ti，V，Zr），又称MXene，由于其独特的性质，在纳米电子技术领域引起了越来越多的关注。本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算研究了M $_2$ C在双轴对称应力作用下的电子和磁性.在无应变状态下，除了Ti $_2$ C和Zr $_2$ C分别显示出1.92和1.25 $μ_B$ /单位的磁矩之外，所有这些MXene都不显示出自发磁性。随着拉伸应变的增加，MXene的磁矩大大增强，并且在零应变下观察到这些MXene从非磁性到铁磁性的转变。在Hf $_2$ C中发现最明显的转变，其中在15%的应变下磁矩升高到1.5 $μ_B$ /单位。进一步证明了Hf $_2$ C的磁性是由Hf（5 $d$）态的能带位移引起的。这种应变可调的磁性可以用来设计未来基于MXene的自旋电子学。
2014-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Biaxial strain enhanced piezoelectric properties in monolayer g-$\mathrm{C_3N_4}$
类石墨碳氮化物（g- $\mathrm{C_3N_4}$）被认为是一种很有前途的能源材料。采用密度泛函理论研究了双轴应变（-4\ %-4\%）对g- $\mathrm{C_3N_4}$单分子膜压电性能的影响。结果表明，应变的增加使弹性系数$C_{11}$ - $C_{12}$减小，压电应力系数$e_{11}$增大，导致压电应变系数$d_{11}$增大。与未加应变的相比，当应变量为4%时，$d_{11}$的含量可提高330%左右。在-4\%~4\%的应变范围内，g- $\mathrm{C_3N_4}$对$e_{11}$的离子贡献增加，而电子贡献几乎不变，这与$\mathrm{MoS_2}$单层膜不同（电子贡献增加，离子贡献减少）。为了防止电流泄漏，压电材料应该是半导体，并且g- $\mathrm{C_3N_4}$单层在所考虑的应变范围内总是半导体。计算结果表明，从压应变到拉应变，间隙逐渐增大。在4%的应变下，第一、第二价带交叉，对跃迁偶极矩有重要影响。我们的工作提供了一种增强g- $\mathrm{C_3N_4}$单分子膜压电效应的方法，为开发高效的能量转换器件提供了有益的指导。
2020-08-13 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial binding and strain effects of monolayer stanene on the Al$_{2}$O$_{3}$(0001) surface
锡烯是锡的二维单层结构，由于其大的自旋-轨道相互作用，被预测为二维拓扑绝缘体。然而，一个明确的实验证明的锡烯的拓扑非平凡的性质已经逃避观察，部分原因是因为难以选择一个基板上的锡烯将保持拓扑非平凡的。在本文中，我们提出了第一性原理密度泛函理论（DFT）计算的外延单层锡烯生长在（0001）表面的氧化铝，Al $_{2}$ O $_{3}$，以及独立的装饰锡烯下的应变。通过描述单层锡烯如何与氧化铝结合的能量学和性质，我们展示了单层相干应变和外延到衬底的强大能量驱动。通过分析应变锡烯的电子结构，发现它是Al $_{2}$ O $_{3}$上的量子自旋霍尔绝缘体。我们还描述了\emph{in situ}氟装饰上的绑定锡烯单层，包括其潜在的机械剥离的效果。
2022-01-26 cond-mat.mtrl-sci
Strain effect on power factor in monolayer $\mathrm{MoS_2}$
采用局域密度近似（LDA）和自旋轨道耦合（SOC）方法研究了单层$\mathrm{MoS_2}$的电子结构和热电性质（包括压应变和张应变）与双轴应变的关系. LDA和LDA+SOC结果均表明$\mathrm{MoS_2}$是一种晶格常数优化的直接带隙半导体。研究发现，SOC对功率因数有重要影响，在n型掺杂时，SOC可以提高功率因数，但对p型掺杂有明显的不利影响。压应变和拉应变都能引起直接-间接能隙转变，对功率因数有显著影响。计算结果表明，在直接-间接带隙转变的临界应变下，压应变能显著提高n型掺杂的功率因数，而拉应变能显著提高p型掺杂的功率因数。这些可以解释为应变引起的偶然简并，这导致改进的塞贝克系数。计算结果表明，n型掺杂比p型掺杂能提供更好的功率因数。这些结果使我们相信，n型掺杂可以通过压应变改善单层$\mathrm{MoS_2}$的热电性能。
2016-02-11 cond-mat.mtrl-sci
Field-Effect Transistor Based on MoSi$_2$N$_4$ and WSi$_2$N$_4$ Monolayers Under Biaxial Strain: A Computational Study of the Electronic Properties
研究了在双轴应变下，以MoSi $_2$ N $_4$和WSi $_2$ N $_4$两种不同结构的单层膜作为沟道材料的场效应晶体管的电子特性.能带结构表明这些化合物是具有间接带隙的半导体。它们的带隙可以通过施加面内双轴应变来调节。在下文中，探索谷的能量和相应的有效质量相对于应变的变化。最后，应变MoSi $_2$ N $_4$或WSi $_2$ N $_4$被用作p型FET的沟道，并探索了相应的电流-电压特性。结果表明，该FET的$\mathrm{_{ON}}$ /$\mathrm{_{OFF}}$比大于$\mathrm{10^6}$，亚阈值摆幅在96-98 mV/dec范围内。比较了这些化合物的$\mathrm{_{ON}}$ /$\mathrm{_{OFF}}$比随应变的变化。
2021-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Biaxial strain tuned electronic structures and power factor in Janus Transition Metal Dichalchogenide monolayers
利用应变工程技术对过渡金属二硫属化物（TMD）单分子膜的物理性质进行调控的研究最为广泛，最近又合成了Janus TMD单分子膜MoSSe。本文采用广义梯度近似（GGA）和自旋轨道耦合（SOC）方法，系统地研究了Janus TMD MXY（M = Mo或W，X/Y = S，Se或Te）单分子膜的电子结构和输运性质与双轴应变的关系.研究发现，SOC对p型MoSSe、WSSe、n型WSTe、p型MoSeTe和WSeTe的功率因数有显著的不利影响，而对n型MoSSe、MoSTe、p型WSTe和n型MoSeTe的功率因数的影响可以忽略不计。这些可以通过考虑SOC对其价带和导带的影响来理解。当应变由压应变变为拉应变时，六种单层膜的能带隙都是先增大后减小。研究发现，应变可以通过改变价带极值（VBE）或导带极值（CBE）的数目和相对位置来调节价带和导带的带会聚强度，从而对它们的电子输运性质产生重要影响。通过施加适当的压应变或拉应变，可以通过应变诱导带收敛来提高n型或p型Seebeck系数，从而提高功率因数。本文的工作进一步丰富了新型TMD单分子膜的电子结构和输运性质与应变关系的研究，并激发了进一步的实验工作。
2018-03-12 cond-mat.mtrl-sci
Atomic Scale Insights Into The Mechanical Characteristics of Monolayer 1T-Titanium Disulphide: A Molecular Dynamics Study
在这项工作中，我们报告的力学响应和断裂行为的原始和有缺陷的单层1 T-二硫化钛使用经典的分子动力学模拟。研究了温度、应变速率和缺陷率对该合金扶手椅形和锯齿形单向拉伸性能的影响。我们发现，单层TiS 2显示各向同性的单轴拉伸性能，但破坏应变是在锯齿形方向大于扶手椅方向。我们还观察到的极限拉伸强度，破坏应变和杨氏模量与温度和缺陷率呈负相关。结果表明，应变速率对单层TiS 2的弹性模量没有影响，但较高的应变速率导致较高的极限拉伸强度和破坏应变。
2020-03-17 cond-mat.mtrl-sci
