Zeeman spectroscopy of excitons and hybridization of electronic states in few-layer WSe$_2$, MoSe$_2$ and MoTe$_2$
半导体过渡金属二硫属化物（TMDC）的单层和多层膜提供了一个理想的平台，探索谷选择性物理与谷电子学和信息处理的有前途的应用。在这里，我们操纵的能量简并的$\mathrm{K}^+$和$\mathrm{K}^-$谷在几层TMDC。我们进行高场磁反射光谱的WSe $_2$，MoSe $_2$，和MoTe $_2$晶体的厚度从单层到批量限制下的磁场高达30 T垂直于样品平面。由于强的自旋层锁定，基态A激子表现出具有负$g$因子的单层状谷塞曼分裂，当晶体从体变薄到单层时，其幅度单调增加。使用$\mathbf{k\cdot p}$计算，我们表明，所观察到的不同材料的$g$ -因子的演变很好地占电子状态的杂化在$\mathrm{K}^+$和$\mathrm{K}^-$谷。随着层间相互作用的增加，由层间相互作用引起的价带和导带态的混合会降低$g$因子的大小。MoTe $_2$的影响最大，其次是MoSe $_2$，WSe $_2$的影响最小。关键词：MoSe $_2$，WSe $_2$，MoTe $_2$，谷塞曼分裂，过渡金属二硫族化合物，激子，磁光学。
2018-11-19 cond-mat.mes-hall
Valley and pseudospin-valley topologically protected edge states in symmetric pillared phononic crystals
提出了一种对称的双面柱撑声子晶体（PPnCs），它可以通过施加不同的几何微扰来模拟量子自旋霍尔效应（QSHE）和量子谷霍尔效应（QVHE）.事实上，狄拉克锥可以发生在低（深亚波长）和高频率制度，通过明智地转动参数的附加柱，甚至可以实现双狄拉克锥。我们实现了谷保护，赝自旋保护或赝自旋谷耦合的边缘状态与建议的平台。此外，在模拟QVHE时，我们还展示了谷偏振边缘态在锯齿形终端处的各种折射现象（正折射、负折射和倏逝折射）。进一步，我们说明了谷依赖的特征的赝自旋谷耦合的边缘状态，并证明了基于谷分裂的赝自旋保护的边缘状态在Y结波导。
2019-05-13 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Giant and tunable valley degeneracy splitting in MoTe2
过渡金属双硫族化合物单层膜的能带结构中存在一对简并螺旋谷，表现出迷人的光谷极化。然而，光谷偏振受限于这些材料的载流子寿命。因此，提升谷简并度是实现谷极化的有吸引力的途径。利用外加磁场实现明显的谷简并分裂是非常具有挑战性的。我们提出了一个策略，创造巨大的分裂谷简并邻近诱导塞曼效应。作为示范，我们的第一性原理计算的单层MoTe $_2$的EuO衬底上显示，谷分裂超过300 meV可以产生。邻近耦合也使带间跃迁能量谷依赖，使谷选择光频率调谐除了圆偏振。异质结构中的谷分裂也可以通过旋转衬底磁化连续调谐。巨大的和可调的谷分裂增加了一个容易访问的维谷自旋物理与丰富和有趣的实验结果，并提供了一个实用的途径，探索基于电子的固有自由度的设备范例。
2015-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tuning valley polarization in a WSe2 monolayer with a tiny magnetic field
在半导体过渡金属二硫属化物的单层中，光螺旋度（$σ^+$或$σ^-$）被锁定到谷自由度，导致不同谷种群的光学初始化的可能性。然而，一个非常快速的谷赝自旋弛豫（在皮秒的时间尺度）发生的光学明亮（电偶极活性）激子的光谷电子学的发展带来了一些限制。在这里，我们表明，谷间散射的激子可以显着抑制在一个$\mathrm{WSe}_2$单层，一个直接的间隙二维半导体与激子基态是光学黑暗。我们证明，已经低效的弛豫激子赝自旋在这样的系统中可以被抑制，甚至进一步的应用程序的一个微小的磁场的$\sim$ 100 mT。时间分辨光谱揭示了赝自旋动力学是一个两步弛豫过程。赝自旋的初始衰减发生在暗激子的水平上的时间尺度为100 ps，这是可调谐的磁场。一旦暗激子形成更复杂的物体，允许它们的辐射复合，这种衰变之后是甚至更长的衰变（$>1$ ns）。我们发现的慢谷赝自旋弛豫容易操纵的磁场工程的谷赝自旋在过渡金属dichalcogenides的动力学开辟了新的前景。
2015-12-02 cond-mat.mes-hall
Lattice-pseudospin and spin-valley polarizations in dual ferromagnetic-gated silicene junction
研究了硅基双铁磁栅结中的自旋谷和晶格赝自旋流。硅烯具有弯曲的原子结构，这使得我们可以在研究中考虑亚晶格相关的铁磁性。其中一个研究结果表明，只有在反平行的情况下，结处的透射率才表现出各向异性。有趣的是，所研究的结可以从一个纯粹的自旋极化器切换到一个纯粹的谷型极化器通过反转方向的交换场的平行结。自旋谷电流的完美控制只能在平行的情况下进行，其分辨率可以通过增加铁磁势垒之间的栅极电位来提高。发现反平行结的非对称势垒破坏了自旋和谷值滤波效应，产生了一种新的结果，即纯亚晶格赝自旋极化。反平行结中的电流可以被控制为只在A或B子晶格中流动，也就是说硅烯中的可控晶格电流是在双铁磁门控结中产生的。我们的工作揭示了双铁磁栅硅烯结在自旋谷电子学和晶格赝自旋电子学中的潜在应用。
2015-11-04 cond-mat.mes-hall
Gate-tunable Topological Valley Transport in Bilayer Graphene
谷赝自旋是表征能带中简并谷的量子自由度，是二维狄拉克材料的一个显著特征。与自旋类似，谷赝自旋由时间反转的一对状态跨越，尽管两个谷赝自旋状态在空间反转下相互转换。反演对称性的破缺导致了各种谷对比的物理性质;例如，谷依赖的拓扑输运是科学和技术的兴趣。双层石墨烯（BLG）是一种独特的系统，其固有的反转对称性可以被垂直电场可控地打破，为连续可调的谷拓扑输运提供了难得的可能性。在这里，我们使用了一个垂直的门电场打破BLG的反转对称性，和一个巨大的非局域响应被观察到作为谷赝自旋的拓扑输运的结果。我们进一步表明，谷传输是完全可调的外部门，和非本地信号持续到室温和长距离。这些观测结果挑战了当代对间隙系统中拓扑输运的理解，并且强大的拓扑输运可能导致未来的valleytronic应用。
2015-01-20 cond-mat.mes-hall
Symmetry governed valley-pseudospin textures of the full-zone excitonic bands of transition-metal dichalcogenide monolayers
在光激发的过渡金属二硫属化物单分子膜（TMD-ML）中保持激子的高度谷极化对于基于谷的光子应用是理想的，但被广泛认为是一个困难的任务，受到固有的电子-空穴交换相互作用的阻碍。在这项研究中，我们提出了一个全面的研究谷极化的有限动量激子在WSe $_2$ -MLs在整个布里渊区通过求解密度泛函理论（DFT）为基础的Bethe-Salpeter方程（BSE）的对称性分析的指导下。我们发现，有限动量激子实际上是在一般情况下，以及从交换诱导的谷去极化免疫，除了那些特定的激子动量方向与轴相一致的$3σ_v$和$3C_2'$对称性在TMD-ML。受对称性的支配，动量空间中的全区域激子带的谷赝自旋织构局部地由单个Skyrmion状结构表征，其中高度谷极化的有限动量激子态集中在该结构中。值得注意的是，我们表明，高程度的谷极化的有限动量激子状态是非常好地转移到所产生的声子辅助光致发光的光学偏振，这表明这些谷间激子在谷为基础的光子学的前景有用。
2020-10-11 cond-mat.mes-hall
Spin-valley Hall effects and pseudospin-1 system in transition-metal dichalcogenides: three band model approach
本文基于三能带模型研究过渡金属二硫族化物的能谱，揭示了由自旋-轨道相互作用引起的自旋谷霍尔效应，并指出高对称点电子表现出赝自旋-1系统特性，为拓扑量子计算提供新见解。
2023-11-21 cond-mat.mes-hall
Ferroelectric valley valves with graphene/MoTe$_2$ van der Waals heterostructures
铁电范德华异质结构提供了一个天然的平台，设计各种电控设备。在这项工作中，我们证明了AB双层石墨烯封装在MoTe $_2$作为一个谷阀，显示一个可切换的内置拓扑间隙，导致铁电驱动的拓扑通道。使用从头计算和低能量模型的组合，我们表明，铁电秩序的MoTe $_2$允许控制的间隙开放的双层石墨烯，并导致不同的铁电畴之间的拓扑通道。此外，我们分析了MoTe $_2$和石墨烯层之间的莫尔调制在拓扑模式中的效果，证明了边缘状态对铁电感应电势的莫尔调制是鲁棒的。我们的研究结果提出了铁电/石墨烯异质结构作为多功能平台，以设计可切换的内置拓扑通道，而无需外部电偏压。
2023-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Valley coherent exciton-polaritons in a monolayer semiconductor
二维过渡金属二硫属化物（TMD）半导体提供了使用偏振光访问电子谷自由度的独特可能性，从而为远距离系统之间的谷信息传递开辟了道路。具有明确定义的谷指数（或谷赝自旋）的激子以及激子谷态的叠加可以分别用具有圆偏振和线偏振的光产生。然而，所产生的激子具有短的寿命（ps），并且还受到电子-空穴交换相互作用的影响，导致谷赝自旋和相干性的快速弛豫。在这里，我们表明，这些过程的控制，可以通过嵌入单层的WSe $_2$在光学微腔中，其中部分光部分物质激子极化激元形成在强的光-物质耦合制度。我们证明了谷相干极化激元种群的光学初始化，表现出发光的线性偏振度高达3倍以上的激子。我们进一步控制的极化激元谷相干性的演变，使用法拉第磁场旋转谷赝自旋的角度定义的激子腔模失谐，这超过了裸激子的旋转角。这项工作提供了独特的见解，在TMD的退相干机制，并展示了潜在的工程谷赝自旋动力学在单层半导体嵌入光子结构。
2018-04-24 cond-mat.mes-hall
Valley-selective Klein tunneling through superlattice barrier in graphene
石墨烯电子的特征是在两个谷处有一对赝旋手征相反的无质量狄拉克锥。克莱因隧穿是指这些手征电子穿透高而宽的势垒的有趣能力。这两个谷已被独立处理的文献中，时间反演对称性规定，无论是正常入射传输，也没有角度平均的一个可以有任何谷偏振。在这里，我们表明，当考虑势垒的谷间散射时，通常入射在超晶格势垒处的石墨烯电子可以经历完全谷选择性的克莱因隧穿，即在一个谷中完美透射，在另一个谷中完美反射。谷间背散射在超晶格势垒中产生交错的赝自旋能隙，结合赝自旋手征中的谷对比度，决定了克莱因隧穿的谷极性。角平均透射对于5周期势垒可以具有20%的净谷偏振，并且对于20周期势垒可以超过75%。我们的发现指出了一个意想不到的机会，实现石墨烯电子谷功能。
2019-09-04 cond-mat.mes-hall
Coexistence of pseudospin- and valley-Hall-like edge states in a photonic crystal with $C_{3v}$ symmetry
我们证明了具有$C_{3v}$对称性的光子晶体中赝自旋和谷霍尔边缘态的共存。光子晶体由三个具有相同晶格常数的三角形子晶格交错组成。通过调整子晶格的几何形状，可以产生三个具有非平凡拓扑结构的完整光子带隙，其中一个是由于在$Γ$点的赝自旋自由度引起的带反转，另外两个是由于在$K, K'$点的谷自由度引起的狄拉克锥的缺口.该系统可以支持三带赝自旋和谷动量锁定边缘态在适当设计的畴壁界面。此外，为了证明在一个单一的配置中的两种边缘状态的新颖的相互作用，我们设计了一个四通道系统，其中的电磁波对两个路线之间的急弯的单向路由可以选择性地控制的赝自旋和谷自由度。我们的工作结合了赝自旋和谷自由度在一个单一的配置，并可能提供更多的灵活性，在操纵电磁波与多频带和多功能的应用前景的潜力。
2020-11-03 cond-mat.mes-hall physics.optics
Spontaneous Valley Splitting and Valley Pseudospin Field Effect Transistor of Monolayer VAgP2Se6
谷电子学是一个新兴的研究能带边缘载流子涌现自由度的学科，由于其具有许多有趣的量子现象和在信息处理工业中的潜在应用而引起了人们的极大兴趣。永久性谷极化的产生，即不同谷的不平衡占用，是谷电子学面临的主要挑战，也是亟待解决的问题。通过第一性原理计算，我们预测VAgP2Se6的自旋轨道耦合和磁有序性使得原始单分子层中自发的谷塞曼型分裂成为可能.在适当的掺杂后，塞曼型谷分裂可以导致永久谷极化。塞曼型谷分裂类似于自旋电子学中自旋极化的作用，是谷电子学中实用器件的重要要求。VAgP2Se6单层膜的非等效谷区可以发射或吸收具有相反手性的圆偏振光，因此该材料在光子自旋滤波器和圆偏振光源方面具有很大的潜力。基于单层VAgP_2Se_6薄膜设计了一种类似于自旋场效应晶体管的谷型赝自旋场效应晶体管（VPFET）。除了普通的晶体管之外，VPF不仅携带电子的信息，还携带谷赝自旋的信息。
2018-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Direct Measurement of Exciton Valley Coherence in Monolayer WSe$_2$
在晶体中，动量空间中的能带极值可以通过它们的谷指数来识别。与谷赝自旋指数相关的内部量子自由度可以充当类似于电子电荷或自旋的有用信息载体。近年来，随着石墨烯和过渡金属二硫属化物等原子级薄材料的发现，人们对谷电子学的兴趣又恢复了。然而，谷相干时间，操纵谷赝自旋的关键量，从来没有在任何材料中测量。在这项工作中，我们使用一系列的激光脉冲共振产生的激子（库仑束缚的电子-空穴对）在单层WSe $_2$的相对谷的相干叠加。所施加的谷相干性持续约100飞秒。我们认为，电子-空穴交换相互作用提供了一个重要的退相干机制，除了激子布居衰减。我们的工作提供了关键的洞察力的要求和战略的光学操纵的谷赝自旋未来valleytronics的应用。
2015-09-29 cond-mat.mes-hall
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
Helical scattering and valleytronics in bilayer graphene
我们描述了一个角度不对称的界面散射机制，它允许在空间上分离的电子在两个低能量的双层石墨烯谷。该效应发生在静电定义的界面分离不同的赝自旋极化的区域，并与跨界面的赝自旋矢量的螺旋缠绕相关联，这打破了每个谷中的反射对称。电子在其中一个谷中的大能量范围内以高达60度的优选方向传输，并且在另一个谷中以-60度的优选方向传输。在Y结几何结构中，这可以用于创建和检测谷偏振。
2010-11-04 cond-mat.mes-hall
Valley-Polarized Quantum Anomalous Hall State in Moiré MoTe$_2$/WSe$_2$ Heterobilayers
Moiré异质双层过渡金属二硫属化物（TMDs）是模拟单带哈伯德模型的理想体系，在这些体系中观察到了有趣的关联相。然而，在异质双层TMD中的莫尔条纹被认为是拓扑上微不足道的。最近，有报道称在AB叠层MoTe $_2$ /WSe $_2$异质双层膜中观察到填充$ν=2$处的量子谷霍尔绝缘态和填充$ν=1$处的谷极化量子反常霍尔态。然而，如何拓扑非平凡的国家出现是未知的。本文提出MoTe $_2$ /WSe $_2$异质双层膜中晶格弛豫引起的赝磁场可以自然地产生有限Chern数的莫尔带。我们证明了当填充两个陈数相反的莫尔带时，在满填充$ν=2$时形成了一个时间反演不变的量子谷霍尔绝缘体。在半充满$ν=1$时，库仑作用使谷简并度升高，并产生谷极化的量子反常霍尔态，实验中观察到了这一现象。我们的理论为在异质双层TMD材料中获得拓扑非平凡态提供了一条新的途径。
2022-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Transport gap and hysteretic behavior of the Ising quantum Hall ferromagnets in Landau levels $\left\vert N\right\vert >0$ of bilayer graphene
Bernal堆叠的石墨烯双层的Landau能级$\left\vert N\right\vert >0$中的手性二维电子气在这些四重简并态的奇数填充因子$ν_{N}=1,3$下具有谷赝自旋伊辛量子霍尔铁磁行为。在零层间电偏压下，这些填充物处的基态是自旋极化的，电子占据一个谷或另一个谷，而有限的电偏压产生一系列谷赝自旋翻转跃迁。在这项工作中，我们扩展了伊辛行为的手性堆叠多层石墨烯和讨论的伊辛量子霍尔铁磁体的滞后行为。我们计算的运输间隙由于不同的激发：散装电子空穴对，电子空穴对限制在相干区的谷赝自旋畴壁，和自旋或谷赝自旋skyrmion-antiskyrmion对。我们确定这些激发在塞曼耦合，偏置，和磁场的给定值具有最低的能量。
2014-10-15 cond-mat.mes-hall
Bright excitons in monolayer transition metal dichalcogenides: from Dirac cones to Dirac saddle points
在单层过渡金属二硫属化物中，已经发现了紧密结合的激子，其具有可以通过偏振选择规则光学寻址的谷赝自旋。在这里，我们表明，这个谷赝自旋强烈耦合到激子的质心运动，通过电子空穴交换。这种耦合实现了光锥内的激子（即亮激子）的手征指数I=2的无质量狄拉克锥。在中等应变下，I=2的狄拉克锥分裂成两个简并的I=1的狄拉克锥，并且在明亮的激子色散中出现具有线性狄拉克谱的鞍点。有趣的是，在结合一个额外的电子后，带电激子变成了一个大质量的狄拉克粒子，与一个大的谷霍尔效应相关联，免受谷间散射的影响。我们的研究结果指出了独特的机会，研究狄拉克物理学，与激子的光学寻址在指定的动量，能量和赝自旋。应变可调的谷轨道耦合也意味着新的结构的激子凝聚体，激子电路的新功能，和机械控制的谷赝自旋的可能性。
2014-01-03 cond-mat.mes-hall
Zeeman splitting via spin-valley-layer coupling in bilayer MoTe2
原子薄的过渡金属二硫属化物（TMD）具有自旋和谷自由度的耦合，使其有望用于自旋谷电子学。在单层TMD中，由于自旋-轨道耦合和反转对称性破缺，发射螺旋度被锁定在谷区，导致面外磁场存在时塞曼效应的谷区模拟。由于双层中的反转对称性被恢复，因此发射螺旋度不应再被锁定在谷中。在这里，我们表明，塞曼分裂，但是，仍然存在于双层，作为一个额外的自由度，即，层赝自旋和自旋谷层锁定。与单层膜相反，塞曼分裂在这里没有提升谷简并。圆偏振光致发光的程度可以用磁场从$-27\%$调谐到$27\%$。我们的研究结果表明，在双层自由度的控制与磁场，这与以前的电场控制，使双层一个有前途的平台，基于磁电效应的自旋谷量子门。
2017-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Pseudospin-valley-coupled phononic topological insulator with edge and corner states
拓扑保护的无隙边缘态是量子物质的相，其表现为无质量的狄拉克费米子，对无序和连续扰动免疫。最近，一类新的具有拓扑角态的拓扑绝缘体（TI）在电学系统中得到了理论预测，并在二维力学和电磁系统、电路、光学和声学晶体以及弹性声子板中得到了实验实现。在这里，我们展示了一个赝自旋谷耦合声子TI，它同时表现出带隙的边缘状态和拓扑角状态。赝自旋-轨道耦合边态和谷极化边态分别由晶格形变和对称性破缺引起。当它们共存时，这些拓扑边态将被大大地开缺，出现拓扑角态。在直接场测量下，实验证实了作为弹性波导的鲁棒边缘传播和作为鲁棒局部谐振的拓扑角模。我们的声子TI中的赝自旋-谷耦合可以很好地控制，这为多个边和角态提供了一个可重构的平台，并在拓扑弹性能量恢复和高灵敏度传感中显示出良好的应用。
2019-08-09 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Moiré Fractional Chern Insulators I: First-principles calculations and Continuum Models of Twisted Bilayer MoTe$_2$
针对转角双层MoTe$_2$单粒子模型存疑导致相图预测不可靠的问题，结合第一性原理计算与改进的连续模型，明确其能带结构与陈数特征，为关联相研究提供基础。
2023-11-08 cond-mat.mes-hall
Optically and magnetically addressable valley pseudospin of interlayer excitons in bilayer MoS2
双层MoS 2中的层间谷激子同时具有大的振荡器强度和长的寿命，因此代表了谷电子应用的有利方案。然而，在原始双层二硫化钼，这是在valleytronics的心脏，层间激子的谷赝自旋的控制，仍然难以捉摸。在这里，我们报告的观察高度圆偏振的光致发光层间激子的双层二硫化钼与光学和磁寻址能力。在激子共振附近的圆偏振光激发下，双层MoS 2的层间激子呈现出接近统一的负圆偏振态。值得注意的是，通过打破时间反演对称性与平面外的磁场，自发谷极化（7.7%/特斯拉）的记录水平被确定为双层二硫化钼层间激子。双层MoS 2中层间激子的巨谷极化，以及电/光/磁控制的可行性和强振子强度，为下一代电子和光电应用的发展提供了坚实的基础。
2021-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Resonant valley filtering of massive Dirac electrons
石墨烯中的电子，除了它们的自旋，还有两个赝自旋自由度：亚晶格和谷赝自旋。谷电子学使用谷自由度作为信息载体，类似于自旋电子学使用电子自旋的方式。我们展示了如何一个双势垒结构组成的电和矢量势可以用来过滤大量的狄拉克电子的基础上，他们的谷指数。我们研究了通过有限个势垒的共振透射，得到了由电势和矢势组成的超晶格的能谱。当包含质量项时，K和K'点处的能带和能隙是不同的，并且它们可以通过改变势来调节。
2013-04-02 cond-mat.mes-hall
Pseudospin-valley coupled edge states in a photonic topological insulator
在拓扑绝缘体（TI）的光子类似物中设计的伪自旋和谷自由度（DOF）为光学编码和鲁棒的信号传输提供了潜在的方法。在这里，我们观察到一个弹道边缘状态的自旋谷指数被锁定到沿谷光子晶体和亚晶之间的界面传播的方向模仿量子自旋霍尔效应。我们证明了抑制谷间散射的Y结形成在携带不同的自旋谷陈数的光子TI之间的接口。这些结果开辟了使用谷自由度来控制2D结构中的光信号流的可能性。
2018-04-08 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Observation of exciton-exciton interaction mediated valley depolarization in monolayer MoSe$_2$
单层过渡金属二硫属化物（TMD）中的谷赝自旋被认为是一种在各种光电子器件中操纵信息的新方法。这依赖于在长时间尺度（数百ns）上保持稳定的大谷极化。然而，时间分辨测量报告谷寿命只有几个ps。这归因于声子介导的谷间散射和谷赝自旋通过电子-空穴交换的进动等机制。本文利用瞬态自旋光栅直接测量了单层MoSe $_{2}$的谷线退极化寿命。我们发现了一个快速的谷衰减率，在不同的温度下与激发密度呈线性关系。这建立了强激子-激子库仑交换相互作用的存在，增强了谷去极化。我们的工作突出了抑制单层TMD中激子谷赝自旋有效利用的微观过程。
2017-12-21 cond-mat.mes-hall
Valley-coherent quantum anomalous Hall state in AB-stacked MoTe2/WSe2 bilayers
莫尔材料为关联和拓扑量子现象提供了肥沃的土壤。其中，量子反常霍尔（QAH）效应，其中霍尔电阻即使在零磁场下也被量子化，是材料的固有拓扑性质的直接表现，并且是低功率电子应用的吸引人的属性。在石墨烯和过渡金属二硫属化物（TMD）莫尔材料中都观察到了QAH效应。它被认为是由窄莫尔带的相互作用驱动的谷偏振引起的。在这里，我们令人惊讶地表明，新发现的QAH状态AB堆叠MoTe2/WSe2莫尔双层膜不是谷极化，但谷相干。层和螺旋度分辨光谱测量表明，QAH的基态具有自发自旋（谷）极化在两个TMD层对齐（反对齐）。此外，两层中的面外自旋极化的饱和仅在高磁场下发生，支持倾斜自旋织构。我们的研究结果呼吁一个新的机制QAH效应，并强调了具有强电子相关性和自旋轨道相互作用的TMD莫尔材料的潜力，为奇异的拓扑状态。
2022-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Hydrogenic Spin-Valley states of the Bromine donor in 2H-MoTe$_2$
本研究通过电子自旋共振和扫描隧道谱，发现2H-MoTe$_2$中的溴掺杂剂具有长纳秒相干时间的自旋，并证明其氢波函数与Q-谷杂化，从而继承锁定自旋-谷特性，为量子比特编码提供新途径。
2023-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Microscopic theory of cavity-confined monolayer semiconductors: polariton-induced valley relaxation and the prospect of enhancing and controlling the valley pseudospin by chiral strong coupling
我们应用微观理论的激子极化激元在腔限制的单层过渡金属dichalcogenides，包括在单层平面中的光学偏振，允许描述如何手性腔光子相互作用的谷自由度的活性物质。极化激元形成后，居住在两个不等价的山谷的简并激子假设成键和反键叠加作为腔介导的intravalley相互作用结合谷间库仑相互作用的结果。这是谷极化的极化激元诱导的相干混合的代表。与无序相结合，这种混合倾向于打开一个新的谷弛豫通道，其随着腔耦合的增加而变得重要。重要的是，我们表明，光学腔的左，右手圆偏振光子的非对称反射提供了一个相当强大的平台，实现保守的谷偏振，作为谷本地化的激子恢复了一个不对称拉比分裂，提升其简并性。此外，我们显示这种简并提升允许波长选择性访问谷赝自旋通过极化激元诱导的手征斯塔克效应，提供有趣的机会valleytronic应用。
2020-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Observation of valley Landau-Zener-Bloch oscillations and pseudospin imbalance in photonic graphene
该研究在光诱导蜂窝晶格中观测谷间 Bloch 振荡与 Landau–Zener 隧穿，揭示对称性和梯度方向如何调控赝自旋不平衡、涡旋及谷间动力学。
2018-07-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Valley-polarized Quantum Anomalous Hall and Topological Metal Phase in Rashba induced pseudospin-1 lattice
该研究探究交错电势与磁化下Rashba诱导赝自旋1 Dice晶格的拓扑相变，发现两类独特相变并经多种计算验证，为二维赝自旋1系统拓扑相研究和反手性边缘态探索提供新平台。
2025-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Trion Valley Coherence in Monolayer Semiconductors
谷电子学的新兴领域旨在利用布洛赫带极值附近电子的谷赝自旋作为信息载体。最近的实验表明，在单层过渡金属二硫属化物（TMD）的激子谷相干性（电子-空穴对的叠加在相对的山谷）的光学产生和操纵提供了一个关键的一步，控制这个量子自由度。在TMD中的带电激子（trion）是一个有趣的替代中性激子控制谷赝自旋，因为它的自发复合寿命长，其强大的谷极化，和它的耦合到剩余的电子自旋。然而，由于在光谱上访问它的实验挑战，Trion谷相干性尚未被探索。在这项工作中，我们采用超快的二维相干光谱共振产生和检测的单层MoSe $_2$中的trion谷相干证明它持续了几百飞秒。我们的结论是，基本机制限制trion谷相干性是根本不同的那些适用于激子谷相干性。基于这些观察结果，我们提出了延长二维材料谷相干时间的可能策略。
2016-11-10 cond-mat.mes-hall
Supermoiré Reconstruction and Topological Mosaics in Twisted Trilayer WSe$_2$ and MoTe$_2$
School of Physics and Technology, Wuhan University（武汉大学物理科学与技术学院）；Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家研究中心）；School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理科学学院）；Wuhan Institute of Quantum Technology（武汉量子技术研究院）
本研究通过机器学习力场与从头算，揭示扭曲三层WSe$_2$和MoTe$_2$因缺乏$C_{2z}$对称性，其超莫尔晶格会重构为拓扑不等价畴的镶嵌结构，为相关物理研究提供平台。
2026-09-03 cond-mat.mes-hall
Ultrafast pseudospin quantum beats in multilayer WSe$_2$ and MoSe$_2$
具有六边形对称性的层状范德华材料为它们的电子提供了额外的自由度，即所谓的谷指数或谷赝自旋。这个量在概念上表现得像电子自旋，因此创造了谷电子学这个术语。在这种情况下，半导体过渡金属二硫属化物（TMDC）的组是特别有吸引力的，由于大的自旋轨道相互作用和直接带隙在K点的六边形布里渊区。在这项工作中，我们提出的激子跃迁的单层和多层WSe $_2$和MoSe $_2$材料的时间分辨法拉第椭圆率（TRFE）与面内磁场，$B_{\parallel}$，高达9 T的调查。在单层样品中，测得的TRFE时间轨迹几乎是独立的$B_{\parallel}$，这证实了接近零的面内激子$g$因子$g_\parallel$，符合第一性原理计算。与此形成鲜明对比的是，我们观察到显着的时间振荡多层样品$B_{\parallel}>0$。值得注意的是，提取的面内$g_\parallel$非常接近所报道的材料的面外激子$g$因子，即分别用于WSe $_2$和MoSe $_2$多层膜中的1s A激子的$|g_{\parallel 1s}|=3.1\pm 0.2$和$2.5\pm0.2$。我们的第一性原理计算很好地证实了多层样品的非零$g_{\parallel}$的存在。我们提出多层样品中振荡的TRFE信号是由激子的赝自旋量子拍引起的，这是多层样品中自旋和赝自旋层锁定的表现。我们的研究结果表明，超快赝自旋旋转在GHz至太赫…
2022-04-26 cond-mat.mes-hall
Valley Zeeman Effect in Elementary Optical Excitations of a Monolayer WSe2
诸如WSe $_2$的过渡金属二硫属化物（TMD）的单层是二维（2D）直接带隙谷半导体，其具有反转对称性破缺的有效蜂窝晶格结构。布里渊区中的不等价谷可以使用圆偏振光场选择性地解决，这表明磁光测量和操纵谷赝自旋自由度的可能性。在这里，我们报告这样的实验，证明谷塞曼效应-强烈各向异性提升的简并的谷赝自旋自由度使用外部磁场。虽然使用激子跃迁测量的谷分裂与导带和价带轨道磁矩的差异是一致的，但trion跃迁表现出意想不到的大谷塞曼效应，这无法使用独立的电子-空穴图片来理解。相反，我们找到了一个解释，使用最近预测的大Berry曲率和相关的磁矩的电子-空穴交换相互作用修改trion色散。我们的结果提高了在单层TMD中观察到光激发诱导的谷霍尔效应或在微腔中观察到光子与trion激发强耦合的拓扑态的可能性。
2014-07-09 cond-mat.mes-hall
Emergent Kagome lattice and non-Abelian lattice gauge field of biexcitons in t-MoTe$_2$
New Cornerstone Science Laboratory, Department of Physics, University of Hong Kong（香港大学物理系新Cornerstone科学实验室）；HK Institute of Quantum Science and Technology, University of Hong Kong（香港大学香港量子科学技术研究院）
研究发现扭曲双层MoTe₂中的双激子受非阿贝尔晶格规范场支配，通过谷翻转跃迁形成Kagome晶格结构，实现非交换规范效应的量子操控。
2025-04-23 cond-mat.mes-hall
Valley Manipulation by Optically Tuning the Magnetic Proximity Effect in WSe$_2$/CrI$_3$ Heterostructures
单层谷半导体，例如二硒化钨（WSe $_2$），具有谷赝自旋自由度，其是光学可寻址的但能量退化。通过打破时间反演对称性来提升能量简并度对于谷值操纵至关重要。这已经通过直接施加磁场或经由由强圆偏振光脉冲产生的伪磁场来实现。然而，扫描大的磁场对于设备是不切实际的，并且伪磁场仅在存在超快激光脉冲的情况下有效。最近兴起的二维（2D）磁铁解锁新的方法来控制谷物理通过范德华异质结构工程。在这里，我们展示了宽的连续调谐的谷偏振和谷塞曼分裂的激光激发功率的变化很小的异质结构形成的单层WSe $_2$和二维磁性三碘化铬（CrI $_3$）。谷操纵通过CrI $_3$磁化的光学控制来实现，其在20 T的范围内调谐磁交换场。我们的研究结果揭示了一个方便的新途径，对谷赝自旋和范德华磁性异质结构的光学控制。
2018-05-22 cond-mat.mes-hall
Chiral excitonics in monolayer semiconductors on patterned dielectric
单层过渡金属二硫属化物在简并谷处具有紧密束缚的亮激子，其中电子-空穴库仑交换相互作用强烈地将谷赝自旋耦合到激子的动量。置于周期性结构的介质衬底上，库仑相互作用的空间调制导致了具有实空间谷赝自旋织构的激子布洛赫态的形成.我们发现这种空间谷纹理的激子布洛赫函数是模式锁定的传播方向，使纳米光激发的定向激子流通过谷选择规则。注入的激子电流的左右方向性由激发的圆偏振控制，而角度方向性由激发位置控制，在超晶胞中表现出涡旋图案。这种现象让人想起纳米光子结构中的手性光-物质相互作用，其中引导电磁波的作用现在被均匀单层中的谷轨道耦合激子布洛赫波所取代，这指向具有非互易功能的新激子器件。
2021-10-14 cond-mat.mes-hall
Topological $p_x+ip_y$ inter-valley coherent state in Moiré MoTe$_2$/WSe$_2$ heterobilayers
本文提出在半填充AB堆叠moiré MoTe$_2$/WSe$_2$异质双层中观察到的量子反常霍尔态是一种新的拓扑$p_x+ip_y$谷间相干态，通过自洽Hartree-Fock分析揭示了其由大质量Dirac谱及相互作用产生，并预测配对会生成三倍原moiré晶胞的新晶胞。
2024-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electrically switchable valley polarization, spin/valley filter, and valve effects in transition-metal dichalcogenide monolayers interfaced with two-dimensional ferromagnetic semiconductors
过渡金属二硫属化物单层中的电子谷驱动新的物理学，并允许设计多功能架构的应用。我们建议通过能带工程来操纵这些系统中的自旋/谷滤波器和阀器件的电子谷。在我们的策略中，电子谷直接耦合到二维铁磁体的自旋极化态，而不是在以前的研究中广泛使用的磁邻近效应。我们发现，这种耦合的结果在谷选择性的间隙开放，由于自旋动量锁定在过渡金属二硫属化物单层。这种物理现象引起了各种意想不到的电子性质和现象，包括半金属性，电可切换的谷极化，自旋/谷过滤器和阀效应的过渡金属二硫属化物单层。基于第一性原理计算，我们在MoTe $_2$/CoCl $_2$和CoCl $_2$/MoTe $_2$/CoCl $_2$ van der Waals异质结中进一步证明了我们的想法.因此，我们的研究提供了一种新概念器件的过渡金属二硫属化物单分子膜的电子谷工程的方法。
2021-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain- and Electric-Field-Tunable Valley Polarization in Mo0.75V0.25Te2(Mo3VTe8) for Valleytronic Application
Bangladesh University of Engineering and Technology (BUET)（孟加拉国工程与技术大学）
通过第一性原理计算，研究了V掺杂MoTe2单层（Mo0.75V0.25Te2）的结构稳定性和电子性质，发现磁交换作用和自旋轨道耦合导致谷简并解除，产生自发谷极化，且可通过电场和双轴应变进一步调控，最大价带谷分裂达160.8 meV。
2026-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Intense Terahertz Laser Fields Induced and Manipulated Pseudospin Polarization in Graphene
利用Floquet定理，通过精确求解含时薛定谔方程，研究了单层石墨烯在强太赫兹激光场作用下赝自旋依赖的密度-能量关系.我们发现圆偏振太赫兹激光场可以诱导赝自旋极化。当K谷和K $^{\prime}$谷的电子密度相等时，这两个谷的赝自旋极化可以正好相反.此外，我们还发现赝自旋极化可以通过场的强度、频率，特别是极化方向来控制。
2008-07-04 cond-mat.mes-hall
Correlation-induced resonances and population switching in a quantum dot coulomb valley
研究了强关联效应对无自旋量子点中电子输运的影响。当量子点中的两个单粒子能级简并时，在量子点和引线之间的一般隧穿矩阵元出现了一个守恒的赝自旋自由度。量子点中赝自旋的局域涨落在库仑谷中心附近产生一对不对称的电导峰。提供了与人口转换的确切关系。
2007-04-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Infrared magneto-polaritons in MoTe$_2$ mono- and bilayers
本研究通过实验与理论结合，在低温微腔中研究了MoTe$_2$单层和双层的红外激子-极化激元，发现双层具有增强的振荡器强度和发光（拉比分裂增加38%），并揭示了极化自旋-谷锁定和自旋-层锁定效应。
2024-07-20 cond-mat.mes-hall
Pseudospin Paramagnons and the Superconducting Dome in Magic Angle Twisted Bilayer Graphene
我们提出了一个理论的超导性在扭曲的双层石墨烯，其中吸引力之间产生的电子在同一蜂窝子晶格时，系统是接近子晶格极化不稳定性。由此产生的库珀对是自旋极化谷单态。由于亚晶格极化率主要由带间涨落贡献，因此在很宽的填充分数范围内都能发生超导。通过i）施加亚晶格极化场（由对准的BN衬底产生）或ii）改变莫尔带填充以有利于谷极化来抑制它。接近于亚晶格极化不稳定性的增强的子晶格内吸引类似于熔化曲线附近的液体$^3$ He中的增强的类自旋吸引，并且接近于谷极化不稳定性的增强的谷单重态排斥类似于接近于铁磁不稳定性的金属中的增强的自旋单重态排斥。我们评论我们的赝自旋顺磁子模型和扭曲双层和多层石墨烯的超导性的丰富现象之间的关系。
2021-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Optical Valley Hall Effect based on Transitional Metal Dichalcogenide cavity polaritons
考虑激子和光子的自旋轨道耦合，计算了平面微腔中自旋激子-极化激元的色散.我们考虑了无序情况下极化激元的径向传播。我们表明，减少的无序散射诱导的极化激元状态的形成，可以观察到一个光学谷霍尔效应，即锁定谷和极化赝自旋的相干进动导致形成的空间谷极化域。
2016-11-09 cond-mat.mes-hall
Valley resolved dynamics of phonon bottleneck in semiconductor molybdenum ditelluride
该研究针对半导体2H-MoTe₂中未被探究的多能谷声子瓶颈问题，结合多种实验测量与理论模拟方法，揭示了载流子弛豫路径与时间尺度，定量识别了不同能谷的声子瓶颈，为构建其载流子-声子相互作用的能谷分辨完整图像提供了支撑。
2025-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Enhancement of Exciton Valley Polarization in Monolayer MoS2 Induced by Scattering
我们报道了单层二硫化钼中散射引起的谷极化增强。随着热激活和电荷掺杂引入散射，我们的样品表现出七？和12倍的改进。这种违反直觉的效应归因于激子动量的快速调制和伴随的局域交换相互作用场对谷赝自旋旋进的破坏，其时间尺度比旋进周期短得多。相反，谷相干性通过热激活散射而不是通过电荷掺杂诱导的散射得到改善。我们提出这是由于各向异性的赝自旋散射和推广的Maialle-Silva-Sham模型定量解释我们的实验结果。我们的工作表明，具有最小散射的更清洁的样品，例如那些仔细悬浮或由六方氮化硼保护的样品，不一定会导致良好的谷极化。良好控制的散射实际上可以提供用于改进谷电子器件的有趣方法。
2021-09-08 cond-mat.mes-hall physics.optics
Giant paramagnetism induced valley polarization of electrons in charge-tunable monolayer MoSe2
对于利用过渡金属二硫属化物单层中的谷赝自旋自由度的应用，在单个谷中有效地制备电子或空穴是必不可少的。在这里，我们表明，7特斯拉的磁场导致密度为1.6 × 10 ^{12} cm^{-2}的MoSe 2单层中电子几乎完全谷极化;在没有有利于单谷占据的交换相互作用的情况下，类似程度的谷极化将需要超过40的赝自旋g因子。为了研究磁响应，我们使用偏振分辨光致发光以及共振反射测量。在后者中，我们观察到的激子的吸引费米极化子的振子强度的转移依赖于门电压：在两个光螺旋光谱的鲜明差异提供了确认谷极化。我们的研究结果表明，相互作用引起的巨大顺磁响应的MoSe 2，这铺平了道路valleytronics的应用。
2017-01-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Valley and spin splittings in a valley-layer-locked monolayer via atomic adsorption
通过原子吸附在TiSiCO单层中实现谷与自旋分裂，利用过渡金属吸附原子提供电场和磁近邻效应，并通过外部电场调节分裂，为探索自旋、谷和层赝自旋相互作用及设计光电器件提供机会。
2022-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Field-Effect Transistors Based on Few-Layered alpha-MoTe_2
本文报道了在SiO_2上用机械剥离法生长的几层化学气相传输法生长的α- MoTe_2晶体的场效应晶体管的特性。我们进行了场效应和霍尔迁移率测量，以及拉曼散射和透射电子显微镜。与MoS_2和MoSe_2相比，我们的MoTe_2场效应晶体管（FET）被观察到是空穴掺杂的，显示超过106的开/关比和典型的亚阈值摆幅为每十倍约140 mV。场效应迁移率和霍尔迁移率的最大值接近或超过10 cm ^2/Vs，这与以前报道的室温下单层或双层MoS_2和/或MoSe_2在SiO_2上剥离的数据相当。拉曼散射揭示了尖锐的模式与以前的报告，其频率被发现显示很少或没有依赖于层数。由于两种MoS_2都是电子掺杂的，MoTe_2在MoS_2上的堆叠可以产生双极场效应晶体管和间隙调制。尽管MoTe_2的总体电子性能与MoS_2和MoSe_2相当，但较重的元素Te应该会导致更强的自旋轨道耦合，并可能伴随着更长的激子谷和自旋指数的退相干时间。
2014-06-01 cond-mat.mes-hall
Spin-Valley Locking Effect in Defect States of Monolayer MoS$_2$
二维过渡金属二硫属化物（TMD）中的谷赝自旋可以实现自旋谷极化和谷间量子相干性的光学控制。TMD中的缺陷态会产生新的激子特征，理论上表现出自旋谷极化，然而，这种现象的实验实现仍然存在挑战。在这里，我们报告明确的谷赝自旋的缺陷束缚局域激子在CVD生长的单层二硫化钼增强谷塞曼分裂的有效g因子为-6.2。我们的研究结果表明，所有五个d轨道和增加的有效电子质量有助于缺陷态的带移，展示了一个新的物理缺陷束缚局域激子的磁响应，显着不同的A激子。我们的工作铺平了道路的自旋谷自由度的操纵，通过对valleytronic设备的缺陷。
2020-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fractional Chern Insulators and Competing States in a Twisted MoTe$_2$ Lattice Model
本文构建扭曲 MoTe2 双层相互作用晶格模型，用 iDMRG 研究谷极化下整数与分数量子陈绝缘体和电荷密度波态的竞争、鲁棒性及相变，揭示自旋交换和高能带混合的关键作用。
2025-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Intervalley quantum interference and measurement of Berry phase in bilayer graphene
Bernal堆叠双层石墨烯中的手性准粒子具有2π的谷对比Berry相。这种非平凡的拓扑结构，与赝自旋缠绕在一个封闭的费米表面，是负责各种新的电子特性，如反克莱因隧穿，非传统的量子霍尔效应，和谷霍尔效应1 -6。在这里，我们表明，由于原子缺陷/杂质引起的谷间散射的量子干涉提供了进一步的见解双层石墨烯的拓扑性质。在具有相反手征性的不同谷之间的散射手征准粒子经历赝自旋的旋转，导致具有波前位错的Friedel振荡。位错的数量反映了赝自旋织构的信息，因此可以用来测量Berry相。正如实验和理论所证明的，根据不同子晶格处的原子缺陷/杂质，弗里德尔振荡可以表现出N = 4、2或0的额外波前，表征双层石墨烯的2π Berry相。我们的结果不仅提供了一个全面的研究双层石墨烯谷间量子干涉，但也揭示了赝自旋物理。
2020-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
