Gate-tunable Spin-Galvanic Effect in Graphene Topological insulator van der Waals Heterostructures at Room Temperature
物质拓扑态中独特的电子自旋织构对于新兴的自旋轨道驱动存储器和逻辑技术是有希望的。然而，有几个挑战与增强其性能，电栅极可调谐性，从平凡的体状态的干扰，和异质结构接口。我们通过将二维石墨烯与三维拓扑绝缘体（TI）集成在范德华异质结构中来解决这些挑战，以利用其显着的自旋电子学特性和工程师邻近诱导的自旋电荷转换现象。在这些异质结中，我们实验证明了在室温下的栅极可调自旋电流效应（SGE），允许有效地转换成横向电荷电流的非平衡自旋极化。通过自旋开关、自旋进动和磁化旋转实验对各种器件几何结构中的SGE进行系统测量，建立了Gr-TI异质结构中自旋-电荷转换的鲁棒性。重要的是，使用栅极电压，我们揭示了一个强大的电场可调性的幅度和符号的自旋电流信号。这些发现为利用TI和石墨烯异质结构实现全电和栅极可调自旋轨道技术提供了一条有效的途径，可以提高自旋电子电路的性能并降低功耗。
2020-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Quantum Spin-quantum Anomalous Hall Effect with Tunable Edge States in Sb Monolayer-based Heterostructures
采用从头算方法，在LaFeO 3衬底上氢化Sb（SbH）单层异质结中预测了一种新型的边缘态可调的拓扑绝缘体，称为量子自旋-量子反常霍尔（QSQAH）绝缘体.衬底在SbH薄膜中诱导了一个剧烈的交错交换场，这对QSQAH效应的产生起着重要作用。一个拓扑非平凡的带隙（高达35 meV）是开放的Rashba自旋轨道耦合，可以扩大应变和电场。为了理解QSQAH效应的物理机制，我们建立了一个基于px和py轨道的紧束缚模型。利用该模型研究了异质结中边缘态的奇异行为。发现与一个谷相关的无耗散手性电荷边缘态沿着样品的两侧出现，而与另一个谷相关的低耗散自旋边缘态只沿着样品的一侧流动。这些边缘状态可以灵活地调整偏振敏感的光致发光控制和/或化学边缘修改。这种灵活的操纵的电荷，自旋和谷自由度提供了一个很有前途的路线，在电子学，自旋电子学和valleytronics的应用。
2016-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interlayer coupling and gate-tunable excitons in transition metal dichalcogenide heterostructures
双层范德华（vdW）异质结构如MoS 2/WS 2和MoSe 2/WSe 2最近引起了人们的广泛关注，特别是因为它们的II型能带排列和层间激子作为最低能量激子态的形成。在这项工作中，我们计算了这种异质结构的电子和光学性质的第一性原理GW+Bethe-Salpeter方程（BSE）方法，揭示了层间耦合在决定激发态性质，包括能带排列和激子性质的重要作用。计算表明，由于层间耦合，低能激子可以通过垂直栅场进行宽范围的调谐。特别地，在这些双层异质结构中的最低能量激子的偶极振子强度和辐射寿命在实际的外部栅极场内变化超过一个数量级。我们还建立了一个简单的模型，捕捉背后的可调谐性的基本物理，并允许扩展的从头计算结果的大范围的电场。我们的工作阐明了双层vdW异质结构中层间激子的物理图像，并预测了二维光电子器件的宽范围的门可调激发态特性。
2017-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Gate-tunable high mobility remote-doped InSb/In_{1-x}Al_{x}Sb quantum well heterostructures
报道了在GaAs衬底上生长的栅可调谐高迁移率InSb/ In_{1-x} Al_{x} Sb量子阱。在T=1.8K时，QW二维电子气（2DEG）沟道迁移率超过200，000 cm^{2}/Vs。在具有通过原子层沉积形成的HfO_{2}栅极电介质的非对称远程掺杂样品中，消除了平行导电，并且达到了完全的2DEG沟道耗尽，其中2DEG电子密度的栅极偏置响应中的滞后最小。观察到朗道能级填充因子降至1的整数量子霍尔效应。在1.8K下实现了与2DEG的高透明非合金欧姆接触，接触电阻低于1Ω \cdot mm。
2015-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable Interfacial Thermal Conductance in Graphene/Germanene van der Waals Heterostructure using an Optimized Interlayer Potential
该研究为石墨烯/锗烯范德华异质结构开发了基于密度泛函理论的层间势，发现压缩应变可使界面热导提升至136%、拉伸应变降至70%，并揭示了温度与相互作用强度的正相关调控作用。
2025-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable properties of excitons in double monolayer semiconductor heterostructures
本文通过切比雪夫多项式展开和连续介质模型，系统研究了带介电间隔层的TMD双层中激子结合能与能量随间隔层宽度和介电常数的可调性质。
2023-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Layered, Tunable Graphene Oxide-Nylon Heterostructures for Wearable Electrocardiogram Sensors
纳米级工程材料与可穿戴无线技术相结合，可以提供新水平的健康监测。开发并测试了还原氧化石墨烯-尼龙复合材料，通过与广泛使用的ECG传感器之一进行比较，证明了其作为可穿戴长期心电图（ECG）监测传感器材料的有用性。通过扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）的结构分析表明，在宏观尺度上的缺陷数量有限。傅里叶变换红外（FTIR）和拉曼光谱确认存在的rGOx，和D-和G-功能的比例作为厚度的函数与电阻率分析相关。缺陷的影响可以忽略不计，电学和光学特性的可调谐性，以及实时ECG数据，证明了其信号转导能力。
2022-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate-Tunable Spin Transport and Giant Electroresistance in Ferromagnetic Graphene Vertical Heterostructures
我们研究自旋输运通过铁磁石墨烯垂直异质结构，其中夹层隧穿层是正常或铁电绝缘体。我们表明，自旋极化的隧穿电流是电子控制通过栅极电压。我们还证明了当铁磁石墨烯片的自旋组态相反时，狄拉克费米子的隧穿电流可以被禁止。因此，巨电阻可以通过使用本研究中提出的异质结构来开发。研究了温度对自旋输运和巨电阻比的影响。我们的研究发现了通过栅电极和偏置电极施加电场来控制垂直异质结中自旋输运性质的前景。
2015-10-27 cond-mat.mes-hall
Large bias-tunable magnetoresistance from spin-dependent interlayer hybridization in van der Waals antiferromagnet CrSBr-based heterostructures
Johannes Gutenberg University Mainz（美因茨约翰内斯·古腾堡大学）；Jiangsu University（江苏大学）
该研究在CrSBr基异质结构中实现20 K下350%的大磁电阻，揭示其源于自旋依赖层间杂化的磁构型依赖带边，排除Jullière模型等机制，为磁电阻调控提供新途径。
2026-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable Atomically Wide Electrostatic Barriers Embedded in a Graphene WSe2 Heterostructure
本文利用STM针尖在石墨烯-WSe2异质结构中创建并连续调控由1T-WSe2铁弹性畴边界诱导的原子级宽度一维静电势垒，从而将量子点从相对论性人造原子转变为人造分子。
2023-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of Magnetic Proximity Effect Using Resonant Optical Spectroscopy of an Electrically Tunable MoSe$_2$/CrBr$_3$ Heterostructure
范德华异质结构结合二维磁性和半导体层构成了一个有前途的平台，接口磁性，电子学和光学。在此，我们利用共振光学反射光谱技术观察了栅可调MoSe $_2$ /CrBr $_3$异质结中的磁邻近效应。高质量的界面导致MoSe $_2$中K和K'谷激子的巨大零场分裂，相当于12 T的外部磁场，具有弱但明显的电场依赖性，这暗示了磁化的电控制的潜力。磁邻近效应使我们能够使用共振光谱充分表征的CrBr $_3$磁铁，确定易轴矫顽场，磁各向异性能量，以及与自旋磁化率和磁化强度的临界指数。
2022-12-14 cond-mat.mes-hall
Revealing the Dominance of the Orbital Hall Effect over Spin in Transition Metal Heterostructures
本研究通过自旋泵浦实验，在19种过渡金属异质结构中揭示轨道霍尔效应远超自旋贡献，与理论预测大体相符，凸显轨道电子学的重要性。
2025-06-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Highly Tunable Magnetic and Magnetotransport Properties of Exchange Coupled Ferromagnet/Antiferromagnet-based Heterostructures
具有零净磁化强度的反铁磁体（AFM）被认为是未来自旋电子器件中的有源元件。取决于AFM薄膜的临界厚度和测量温度，基于Mn的合金和基于过渡金属氧化物的AFM可以承载各种共存的有序、无序和受抑AFM相。这种共存相的交换耦合铁磁（FM）/AFM基异质结构可以导致不寻常的磁性和磁输运现象。在这里，我们整合化学无序AFM IrMn 3薄膜共存AFM相复杂的交换耦合MgO（001）/Ni 3Fe/IrMn 3/Ni 3Fe/CoO异质结构和研究的结构，磁性，磁输运性质在不同的磁场冷却状态。特别是，我们揭示了旋转的无序和可逆的AFM矩相对于不可逆的AFM矩的磁性和磁阻特性的交换耦合异质结构的相对取向的影响。我们进一步发现，具有热无序和可逆AFM顺序的AFM颗粒的持久性对于实现高度可调的磁性和多能级磁阻状态至关重要。我们预计，所介绍的方法和异质结构的架构可以利用在未来的自旋电子器件操纵的热无序和可逆的原子力显微镜在纳米级的秩序。
2021-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Tunable magnetic interactions in LaAlO3/SrTiO3 heterostructures by ionic liquid gating
通过离子液体及其双电层实现的门控效应允许电荷转移，其可以比常规的双电层大一个数量级。然而，大的带电离子也会在界面处形成的导电沟道中引起不可避免的库仑散射，这会限制载流子迁移率的增强。在这项工作中，我们研究了LaAlO 3的厚度对输运性质的LaAlO 3/SrTiO 3异质结构的离子液体门控的影响。我们发现LaAlO 3/SrTiO 3界面的输运性质主要由本征相互作用决定，而不是由LaAlO 3厚度和液体中离子的可能影响决定。我们观察到一个近藤效应，这是增强，而增加栅极电压。我们还观察到一个门可调和温度相关的反常霍尔效应，它总是出现在近藤温度附近。我们的实验为控制LaAlO 3/SrTiO 3异质结构中的各种磁相互作用铺平了道路。
2019-04-25 cond-mat.mes-hall
Tunable electronic properties and electric-field-induced phase transition in phosphorene/graphene heterostructures
单组分体系的缺点，例如，石墨烯的无间隙性质、磷烯缺乏空气稳定性等已经引起人们对期望显示出令人感兴趣的电子和光学性质的堆叠材料的极大关注。利用紧束缚方法和格林函数方法，研究了扶手椅边缘的横向磷烯/石墨烯异质结构的电子性质，这些异质结构可以是半导体/半导体异质结构，也可以是半导体/金属异质结构，其电子性质取决于石墨烯带的宽度.研究发现，该系统是窄禁带的，并且可以通过调节畴的大小来调制禁带宽度。此外，对磷烯带隙随带宽变化的分析表明，在半导体/金属异质结中，磷烯带在费米能级附近不诱导任何电子态，表明磷烯带对电子输运的抑制应归因于空穴的跨界面传输.此外，我们还发现横向电场可以显著地改变异质结构的电子行为，即，异质结构经历超导体-金属相变。此外，调谐横向电场产生了一个有趣的可能性，该系统可以经历从带绝缘体到拓扑绝缘体的拓扑相变。
2020-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Tunable metal-insulator transition in double-layer graphene heterostructures
我们报道了一个双层电子系统，它由两个紧密间隔但电隔离的石墨烯单层夹在氮化硼中制成。对于大的载流子密度在一个层，相邻层不再表现出最小的金属导电性在中性点，其电阻率在低温下发散。这种发散可以通过磁场或通过降低相邻层中的载流子密度来抑制。我们认为，所观察到的本地化是内在的中性石墨烯与通用的障碍，如果金属电子空穴水坑被筛选出来。
2011-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Gate-Tunable Resonant Tunneling in Double Bilayer Graphene Heterostructures
我们证明了栅极可调共振隧穿和负微分电阻的层间电流-电压特性的旋转排列的双层石墨烯异质结构由六方氮化硼（hBN）电介质分离。使用单独的层密度，以及实验确定的层化学势的异质结构带对齐的分析表明，当两个双层石墨烯的能带对齐时发生共振。我们讨论了隧穿电阻对层间hBN厚度的依赖，以及共振宽度对迁移率和旋转取向的依赖。
2014-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electrically and Magnetically Tunable Charge-Density-Wave Transport in Quasi-2D h-BN/1T-TaS2 Thin-Film Heterostructures
University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）；University of Georgia（佐治亚大学）
研究通过电和磁场调控二维h-BN/1T-TaS2薄膜异质结构中的电荷密度波输运，发现电场可使脱 pin 阈值非单调变化，磁场可提高域脱 pin 阈值并驱动相变，揭示了电荷密度波域动态机制。
2026-03-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable interfacial chemisorption with atomic-level precision in a graphene WSe2 heterostructure
该研究通过控制单个Se原子在石墨烯-WSe2界面的化学吸附位置，实现了原子级精度的化学掺杂，并利用STM针尖操控量子干涉，为材料性质调控提供了新途径。
2023-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable interfacial Rashba spin-orbit coupling in asymmetric Al$_x$In$_{1-x}$Sb/InSb/CdTe quantum well heterostructures
本研究通过调控Al$_x$In$_{1-x}$Sb/InSb/CdTe量子阱异质结构的Al组分，实现了Rashba自旋轨道耦合的可调谐，获得了最优性能参数，并证实了DP自旋弛豫机制，为自旋电子器件提供了新平台。
2024-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable Interband Transitions in Twisted h-BN/Graphene Heterostructures
本研究针对扭曲h-BN/石墨烯异质结的未知跃迁行为，利用单色电子能量损失谱探究扭曲角相关耦合效应，发现莫尔势引发层内跃迁红移、扭曲可调控垂直跃迁能量，为光电器件设计提供新自由度。
2022-08-31 cond-mat.mes-hall
Tunable Coupling of Two-Dimensional Superconductors in Bilayer SrTiO3 Heterostructures
研究了双层δ掺杂SrTiO 3异质结构中高迁移率二维超导体之间的层间耦合效应。通过调整掺杂剂平面之间的未掺杂的SrTiO 3间隔层，明确的可调谐耦合的变化中表现出的片载流子密度，霍尔迁移率，超导转变温度，和温度和角度依赖性的超导上临界场。系统的变化之间发现一个有效的（合并）的二维超导体，两个解耦的二维超导体。在中间耦合制度，交叉观察到由于耦合所产生的子带间的相互作用。
2013-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spacer-layer-tunable magnetism and high-field topological Hall effect in topological insulator heterostructures
控制磁性拓扑绝缘体（MTIs）中的磁序是利用MTIs开发自旋电子学应用的关键，通常通过改变磁掺杂浓度来实现，这不可避免地影响自旋轨道耦合强度和拓扑性质。在这里，我们展示了可调的磁性拓扑异质结构在很宽的范围内，从铁磁相与居里温度约100 K的顺磁相的所有方式，同时保持整体化学成分相同，通过控制两个原子薄的磁性层之间的非磁性间隔层的厚度。这项工作表明，间隔层控制是一个强大的工具来操纵MTI异质结构中的磁拓扑功能。此外，MTI和Cr2O3缓冲层之间的相互作用也导致了强大的拓扑霍尔效应存活高达创纪录的6 T的磁场，揭示了界面层在薄膜拓扑材料中的关键作用。
2021-07-14 cond-mat.mes-hall
Tunable Phases of Moiré Excitons in van der Waals Heterostructures
将过渡金属二硫属化物单层堆叠成具有有限扭转角的异质结构，产生具有可调周期性的人工莫尔超晶格。因此，激子经历周期性电势，其可用于定制这些材料的光电性质。虽然最近的实验研究已经证实了扭曲角相关的光谱，莫尔激子共振的微观起源尚未完全澄清。在这里，我们结合第一性原理计算与激子密度矩阵形式主义，研究不同的莫尔激子相位之间的转换和它们对扭曲的MoSe $_2$ /WSe $_2$异质结构的光学性质的影响。在小于2 $^{\circ}$的角度，我们发现平面，云纹捕获层间和层内激子的状态。该莫尔激子相位在3 $^{\circ}$处急剧地变为完全离域状态。我们预测的线性和二次扭转角依赖的激子共振的云纹陷阱和离域激子相，分别。我们的工作提供了微观的见解，打开了在范德瓦尔斯超晶格中定制莫尔激子相位的可能性。
2020-08-11 cond-mat.mes-hall
Evidence of Crystal-Field-Mediated Anisotropic Orbital Rashba Effect in Epitaxial Ru/FM Heterostructure
Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences（中国科学院半导体研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Beihang University（北京航空航天大学）
研究针对轨道Rashba纹理控制难题，在Ru/铁磁异质结构中证实晶体场介导的各向异性轨道Rashba效应，明确界面晶体场相干性对轨道力矩的关键作用，为轨道力矩调控提供新途径。
2026-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large Chiral Orbital Texture and Orbital Edelstein Effect in Co/Al Heterostructure
针对Co/Pt异质结插Al层后扭矩大幅增强的实验现象，通过第一性原理计算揭示Co/Al界面的轨道Rashba效应引发大尺寸手性轨道织构，进而产生强电流诱导扭矩，为实验提供理论支撑并推动轨道输运在轻元素全金属磁性系统的应用。
2024-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable Electronic Properties and Large Rashba Splittings Found in Few-Layer Bi$_2$Se$_3$/PtSe$_2$ Van der Waals Heterostructures
我们使用第一性原理计算表明，范德华（vdW）异质结构组成的几层Bi $_2$ Se $_3$和PtSe $_2$表现出电子和自旋电子学性能，可以通过改变组成层。最值得注意的是，我们揭示了Rashba型自旋分裂（具有大的$α_{\rm R}$参数）的导带和价带共存，分别来自少层Bi $_2$ Se $_3$和PtSe $_2$，这已被证实的自旋织构图。我们讨论了反转对称性破缺，轨道杂化和自旋轨道耦合的变化在改变费米能级附近的电子色散的作用。由于低温生长机制可用于两种材料，我们相信，少层Bi $_2$ Se $_3$ /PtSe $_2$ vdW异质结是可行的实验实现，提供了巨大的潜力，为电子和自旋电子学的应用。
2020-12-14 cond-mat.mes-hall
Giant orbital Hall effect and orbital-to-spin conversion in 3d, 5d, and 4f metallic heterostructures
轨道霍尔效应提供了自旋霍尔效应的替代手段，以将充电电流转换成角动量流。最近，引人注目的签名的轨道霍尔效应已被确定在三维过渡金属。在这里，我们报告了一个系统的研究，包括3D，5D和4F金属异质结中的轨道电流的产生，传输和转换。我们发现Cr的轨道霍尔电导率达到了5*10^5 Ohm^{-1} m^{-1}量级的巨大值，Pt除了自旋霍尔效应外，还表现出很强的轨道霍尔效应。作为厚度的函数进行测量的Cr-Cr，Mn和Pt层和铁磁Co和Ni层揭示了如何轨道和自旋电流竞争或相互帮助，以确定作用在磁性层上的自旋-轨道扭矩。我们进一步展示了这种相互作用如何可以通过在磁性层和磁性层之间引入4 f间隔物来大幅调制。Gd和Tb充当非常有效的轨道-自旋电流转换器，将Cr产生的自旋-轨道扭矩提高4倍，并反转Pt产生的扭矩的符号。为了解释我们的结果，我们提出了一个广义漂移扩散模型，包括自旋和轨道霍尔效应，并描述了它们的相互转换介导的自旋-轨道耦合。
2022-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable crystal symmetry in graphene-boron nitride heterostructures with coexisting moiré superlattices
在由原子级薄晶体层叠而成的异质结构中，层间的晶格失配或旋转会导致长波长的莫尔超晶格。这些莫尔图案可以驱动复合材料的显著能带结构重构，导致包括超导性、磁性、分数陈绝缘态和莫尔激子在内的广泛的涌现现象。在这里，我们研究单层石墨烯封装在两个晶体的氮化硼（BN），其中所有三个组件之间的旋转对齐可以变化。我们发现，在石墨烯中产生的带隙与两个BN层的完美旋转对准可以修改基本上取决于两个BN层的相对取向是0度或60度，这表明在异质结构中的反转对称的存在或不存在之间的可调过渡。与所有三个层的完美对准的小偏差（$<1^{\circ}$）导致共存的长波长莫尔势，导致以多个次级狄拉克点为特征的高度重构的石墨烯能带结构。我们的研究结果表明，多个莫尔图案之间的相互作用可以用来可控地修改复合异质结构的电子性质。
2019-03-26 cond-mat.mes-hall
Twist-angle tunable spin texture in WSe$_2$/graphene van der Waals heterostructures
该研究通过自旋进动实验首次实验验证了WSe$_2$/石墨烯范德华异质结的自旋织构及自旋-电荷转换可随扭角调控，发现特定扭角下存在径向自旋分量且自旋织构螺旋度可反转，为新型自旋-扭角电子器件研发奠定基础。
2023-12-15 cond-mat.mes-hall
2D MoS2-Graphene-based multilayer van der Waals heterostructures: Enhanced charge transfer and optical absorption, and electric-field tunable Dirac point and band gap
多层范德华异质结构是由不同原子层组装而成的，具有广泛的吸引人的现象和新颖的应用。理解层间耦合及其相关效应对于设计具有理想物理性能的新型vdWs异质结构至关重要。基于最新的混合密度泛函理论，对二维MoS 2-石墨烯（GR）异质结构进行了详细的理论研究，发现对于二维少层异质结构，相邻层之间的vdWs力依赖于层数.与双层结构相比，三层vdW异质结构中的层间耦合可以通过堆叠第三层得到显著增强，这是由短的层间距离和更多的界面电荷转移直接支持的。该三层膜在宽范围（<700 nm）内显示出强的光吸收，使其非常有潜力用于太阳能收集和转换。此外，GR的Dirac点以及各层和三层的带隙都可以通过外加电场来调节，证实了多层vdWs异质结构具有实验所发现的独特的光电性能。这些结果表明，调整vdWs相互作用，作为一个新的设计参数，将是一个有效的策略，设计特定的二维多层vdWs异质结构，以满足各种应用的需求。
2016-11-08 cond-mat.mes-hall
Gate-Tunable Spin-to-Charge Conversion in Topological Insulator-Magnetic Insulator Heterostructures at Room Temperature
本研究通过脉冲激光沉积制备拓扑绝缘体/磁性绝缘体异质结构，利用电栅极调控费米能级，实现室温下自旋霍尔角从0.76提升至0.9，为节能自旋电子器件提供新途径。
2025-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate-tunable van der Waals heterostructure for reconfigurable neural network vision sensor
视觉信息的早期处理发生在人类视网膜中。模拟视网膜的神经生物学结构和功能为实现具有高效图像处理的视觉传感器提供了一条有前途的途径。在这里，我们展示了一个原型的视觉传感器，通过门可调的积极和消极的光响应的范德华（vdW）垂直异质结构。该传感器不仅模拟了双极细胞和光感受器的神经生物学功能，还模拟了双极细胞和光感受器之间独特的突触连接。通过调整每个像素的栅极电压，我们实现了可重构的视觉传感器，同时图像传感和处理。此外，我们的原型视觉传感器本身可以通过更新单独施加到传感器中每个像素的栅极电压来训练输入图像。我们的工作表明，vdW垂直异质结构提供了一个有前途的平台，为神经网络视觉传感器的发展。
2020-03-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonon-tunable THz magnonic emission in multiferroic heterostructures
研究通过Pt/BiFeO3双层结构实现可调谐窄带太赫兹发射，利用电磁振子与超快应变波耦合，展示了多铁体中声子、磁振子和磁声动力学的协同作用。
2025-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Tunable symmetries of integer and fractional quantum Hall phases in heterostructures with multiple Dirac bands
多层石墨烯中多个狄拉克带的共存导致了量子霍尔体系中丰富的相图。利用输运测量，我们绘制了BN封装的ABA堆叠的三层石墨烯的相图作为电荷密度n、磁场B和层间位移场D的函数，并观察了具有不同自旋、谷、轨道和宇称极化的状态之间的跃迁。这种丰富的图案来自不同子带的朗道能级之间的交叉，这反映了原位可调的不断发展的对称性。在D=0时，我们观察到填充因子为2/3和-11/3的分数量子霍尔（HHH）态。与双层石墨烯中的那些不同的是，这些C2 H4态被一个小的层间势所破坏，该层间势使不同的狄拉克带杂交。
2016-07-19 cond-mat.mes-hall
Spectrally tunable, large Raman enhancement from nonradiative energy transfer in van der Waals heterostructure
拉曼增强技术是光与物质相互作用基础研究的基础，在微电子学、生化传感和临床诊断中有着广泛的应用。二维（2D）材料及其范德华异质结构（vdWHs）正迅速成为拉曼增强的潜在平台。在这里，我们实验证明了一种新的技术的拉曼增强驱动的非辐射能量转移（NRET）实现了$10$倍增强拉曼强度的垂直vdWH包括单层过渡金属二硫属化物（1L-TMD）放置在多层SnSe \tsub 2。因此，几个微弱的拉曼峰变得可见，否则难以察觉。我们还显示了一个强大的调制增强因子通过调谐之间的光谱重叠的1L-TMD和SnSe \tsub 2通过温度的变化和结果是在显着的协议与拉曼极化率模型捕捉NRET的效果。所观察到的NRET驱动的拉曼增强是一种新的机制，迄今为止还没有实验证明，并且不同于仅由电荷转移或电场增强驱动的常规表面（SERS）、尖端（TERS）或干涉增强拉曼散射（IERS）机制。该机制还可以与等离子体纳米结构协同使用，以实现超出热点工程的额外选择性和灵敏度，用于诸如使用2D/分子混合物的分子检测等应用。我们的研究结果开辟了新的途径，工程拉曼增强技术耦合的优势，在一个广泛的结区垂直vdWHs的均匀增强访问。
2020-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exciton-polaritons in van der Waals heterostructures embedded in tunable microcavities
层状材料可以垂直组装以制造一种新型的几个原子层厚的范德华（VDW）异质结构，其与各种衬底和光电子器件几何形状兼容，从而实现用于控制光-物质耦合的新策略。在这里，我们将二硒化钼/氮化硼（MoSe $_2$ /hBN）量子阱（QW）在一个可调谐的光学微腔。部分光-部分物质极化激元本征态是由于MoSe $_2$激子和腔光子之间的强耦合而观察到的，这从中性激子和腔模式之间的明显的反交叉中得到证明，对于单个MoSe $_2$单层量子阱，分裂为20 meV，在MoSe $_2$ /hBN/MoSe $_2$双量子阱中增强到29 meV。共振分裂提供了激子辐射寿命为0.4 ps的估计。我们的研究结果铺平了道路的室温极化激元器件的基础上多量子阱VDW异质结构，其中极化激元凝聚和极化激元注入通过纳入石墨烯接触可能会实现。
2015-05-17 cond-mat.mes-hall
Tunable resonant s-p mixing of excitons in van der Waals heterostructures
本文通过对称性分析和求解Bethe-Salpeter方程，预测了范德华异质结构中激子的可调谐共振s-p混合，并证实其在磁邻近和门控双层TMD中的可行性，为激子操控和光学检测Rashba或层间耦合提供新途径。
2025-10-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Tunable coupling of terahertz Dirac plasmons and phonons in transition metal dicalchogenide-based van der Waals heterostructures
当材料以所谓的范德华异质结构（vdWh）结合时，石墨烯中的狄拉克等离子体与过渡金属二硫属化物（TMD）的声子杂交，从而形成表面等离子体-声子极化激元（SPPP）。这些模式耦合的程度取决于TMD的组成和结构，但也取决于等离子体激元的性质。通过执行现实的模拟，分别占vdWh的每一层的贡献，我们计算等离子体-声子耦合的强度如何取决于TMD层的数量和组成，石墨烯费米能量和特定的声子模式。由此，我们提出了一个半经典的理论，是能够捕捉所有相关特性的SPPPs。我们发现，通过调节石墨烯的费米能级和改变TMD层数，可以实现强耦合和超强耦合。
2021-08-14 cond-mat.mes-hall
Tunable Capacitor For Superconducting Qubits Using an InAs/InGaAs Heterostructure
本文提出利用 InAs/InGaAs 异质结构二维电子气实现栅极可调耦合器，数值模拟显示其开/关比超一个数量级，相干时间达微秒级，助力扩展超导量子比特系统。
2023-07-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Tunable magnetism on the lateral mesoscale by post-processing of Co/Pt heterostructures
在纳米尺度上控制磁性对于微磁学和自旋相关输运的基础研究以及诸如磁纪录、成像和传感的各种应用是必不可少的。这已经在很高程度上通过垂直维度上的分层异质结构来实现。在这里，我们提出了一个互补的方法，允许控制调谐的横向介观尺度上的Co/Pt异质结构的磁性。通过对聚焦电子束诱导沉积（FEBID）制备的Pt基和Co基纳米带进行原位后处理，我们能够局部调节它们的矫顽场和剩磁。而单一的Co-FEBID纳米条纹没有表现出磁滞，我们发现硬磁行为后处理的Co/Pt纳米条纹的矫顽场高达850 Oe。我们将所观察到的效果归因于局部控制形成的CoPt L1 $_{0}$相，其存在已被揭示通过透射电子显微镜。
2015-04-08 cond-mat.mes-hall
Tunable Topological Superconductivity by Fully Compensated Ferrimagnets
提出基于全补偿亚铁磁体的异质结构平台，利用电场和Néel矢量在无外加磁场下实现多维可调谐拓扑超导性及Majorana模式，规避了磁化系统中的超导相干性权衡。
2025-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Room-temperature tunable tunneling magnetoresistance in Fe3GaTe2/WSe2/Fe3GaTe2 van der Waals heterostructures
本研究在全范德华Fe3GaTe2/WSe2/Fe3GaTe2磁性隧道结中实现了高度可调的室温隧穿磁阻，发现直流偏置电流可调制TMR的大小和符号，为室温可调自旋电子器件设计提供了新视角。
2024-06-05 cond-mat.mes-hall
Gate Tunable Quantum Oscillations in Air-Stable and High Mobility Few-Layer Phosphorene Heterostructures
作为唯一的非碳元素层状同素异形体，少层黑磷或磷烯已成为一种新型的二维（2D）半导体，具有高的体迁移率和带隙。在这里，我们报告的制造和运输测量的磷六方氮化硼（hBN）异质结构与一维（1D）的边缘接触。这些晶体管是稳定的，在环境条件下为>300小时，并显示双极的行为，栅极依赖的金属-绝缘体过渡，和迁移率高达4000 $cm^2$ /Vs。在低温下，我们观察到栅极可调舒布尼科夫德哈斯（SdH）磁振荡和塞曼分裂磁场与估计的g-因子~2。当费米能级向价带边缘移动时，少层磷烯空穴的回旋质量从0.25增加到0.31 $m_e$。我们的研究结果强调了少层磷烯（FLP）作为新的二维物理平台和半导体应用的电子材料的潜力。
2014-12-03 cond-mat.mes-hall
Majoranas with a twist: Tunable Majorana zero modes in altermagnetic heterostructures
通过旋转导线调节拓扑相，异质结构中实现可调马约拉纳零模，无需现场调节即可切换拓扑态。
2025-11-24 cond-mat.mes-hall
Twist-Tunable Spin-to-Charge Conversion and Valley-Contrasting Effects in Graphene/TMDC Heterostructures
本文研究了石墨烯/过渡金属二硫化物异质结中扭转角对自旋轨道效应、自旋霍尔效应及谷霍尔效应的影响，并证明谷霍尔电导率可达量子化值±2e²/h。
2025-07-01 cond-mat.mes-hall
Tunable moire spinons in magnetically encapsulated twisted van der Waals quantum spin-liquids
量子自旋液体范德华磁体如TaS $_2$、TaSe $_2$和RuCl $_3$提供了一个天然的平台来探索与自旋物理学相关的新的奇异现象，其性质可以通过与铁磁绝缘体如CrBr $_3$的交换接近来控制。本文提出了一种基于量子自旋液体双层结构的扭曲范德华异质结构。我们证明了自旋平坦带和拓扑自旋态的出现在这样的异质结构，拓扑间隙的出现是由扭曲驱动。我们进一步表明，自旋能带结构可以通过交换邻近效应控制的铁磁铅。最后，我们展示了如何结合小磁场与隧道光谱，磁封装异质结构提供了一种表征的量子自旋液体状态的性质。我们的研究结果提出了扭曲的量子自旋液体双层膜作为潜在的平台奇异的莫尔旋子现象，展示了磁性范德华异质结构的多功能性。
2021-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Gate-Tunable Quantum Dot in a High Quality Single Layer MoS$_{\mathrm{2}}$ Van der Waals Heterostructure
我们已经制造了一个封装的单层MoS $_{\mathrm{2}}$设备与金属欧姆接触，通过预先图案化的hBN层。在1.7 K温度下，当密度为7 $\times$ 10 $^{\mathrm{12}}$ cm $^{\mathrm{-2}}$时，我们观察到了高达3000 cm $^{\mathrm{2}}$ /Vs的电子迁移率. Shubnikov-de Haas振荡在低至3.3 T的磁场下开始。通过在hBN顶部实现单个量子点栅极结构，我们能够将电子限制在MoS $_{\mathrm{2}}$中并观察到库仑阻塞效应。通过调整中间栅极电压，我们达到了双点制度，我们观察到的标准蜂窝图案的电荷稳定性图。
2018-03-21 cond-mat.mes-hall
Current-driven spin orbit field in LaAlO3/SrTiO3 heterostructures
我们在LaAlO_3/SrTiO_3（LAO/STO）准二维电子气（2DEG）系统中发现了电流可调的Rashba自旋轨道相互作用.各向异性磁阻（AMR）测量用于检测和理解电流感应的Rashba场。有效Rashba场与电流成比例，并且对于200 uA的直流电流观察到2.35 T的值。结果表明，LAO/STO异质结构可以被认为是基于自旋轨道力矩的磁化翻转。
2014-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Highly symmetric and tunable tunnel couplings in InAs/InP nanowire heterostructure quantum dots
我们提出了一个全面的电气特性的InAs/InP纳米线异质结构，包括两个InP势垒形成一个量子点（QD），两个相邻的铅段（LS）和两个金属接触，并演示了如何提取有价值的量子点的定量信息。量子点在很大的栅极电压范围内表现出非常规则的库仑阻塞（CB）共振。通过分析的共振线的形状，我们映射的隧道耦合从几个到多个电子制度的演变，从600 $μ$ eV的电可调隧道耦合<1 $μ$ eV to >，和从温度的过渡到寿命加宽制度。InP段形成具有几乎完全对称的隧道耦合和~350 meV的势垒高度的隧道势垒。所有这些发现都可以基于确定性的材料组成和几何形状来详细理解。我们的研究结果表明，集成的InAs/InP量子点提供了一个很有前途的平台，在InAs纳米线的电子隧穿光谱，它可以很容易地接触到各种超导材料，以调查在接近NW区域的子带隙状态，或被用来表征热电纳米器件的量子制度。
2019-09-17 cond-mat.mes-hall
Tunable Enhancement of Magnetization Dynamics by Crystal Cut at Interface Exchange Coupled $α$-Fe$_2$O$_3$/NiFe Heterostructures
Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau（莱茵兰-普法尔茨技术大学凯泽斯劳滕-兰道校区）；Johannes Gutenberg-University Mainz（约翰内斯·古腾堡美因茨大学）
研究通过精确控制温度、磁场和晶体取向调节异质结构中磁阻尼共振频率的机制，揭示了界面耦合对磁振荡频率的影响，理论模型验证了Néel矢量与磁化方向相对取向对耦合强度的依赖性。
2025-04-08 cond-mat.mes-hall
Challenges in orbital current-driven domain wall motion in light metal/ferrimagnet heterostructures
ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）
本研究探究轻金属/亚铁磁异质结构中轨道电流驱动畴壁运动的可行性，发现轻金属/GFC异质结构阻尼类力矩弱、无法驱动畴壁，插入Pt转换层可改善，明确了关键挑战。
2026-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate-Tunable Reversible Rashba-Edelstein Effect in a Few-Layer Graphene/2H-TaS2 Heterostructure at Room Temperature
我们报道了室温下在几层石墨烯/2 H-TaS 2异质结构中观察到的电流诱导自旋极化，即Rashba-Edelstein效应（REE），及其Onsager互易现象，即自旋电流效应（SGE）.自旋敏感的电测量揭示了完整的自旋极化反转所施加的栅极电压。所观察到的栅极可调电荷-自旋转换由2 H-TaS 2和石墨烯之间的理想功函数失配来解释，这允许强界面诱导的Bychkov-Rashba相互作用，自旋隙达到70 meV，同时保持光谱的狄拉克性质在电子和空穴扇区之间完好无损。非平衡自旋极化矢量的可逆发电和控制，以前没有观察到在一个超导材料，是优雅的表现出新兴的2D狄拉克费米子具有强大的自旋螺旋结构。我们的实验结果，支持第一性原理相对论电子结构和输运计算，展示了一条路线，设计低功耗的自旋逻辑电路的分层材料。
2020-05-04 cond-mat.mes-hall
Tunable correlation-driven symmetry breaking in twisted double bilayer graphene
最近出现了各种相关的相位选择扭曲范德华（vdW）异质结构，由于其平坦的电子色散。特别地，扭曲双层石墨烯（tDBG）的异质结构在导带的所有四分之一填充处表现出电场可调谐的相关绝缘（CI）状态，伴随着具有暗示超导性的特征的附近状态。在这里，我们报告的tDBG电输运测量中，我们阐明了自发对称性破缺在其相关的相图的基本作用。我们观察到突然的电阻率下降时，降低温度的相关金属相邻近的CI状态，以及相关的非线性$I$ - $V$的特点。尽管性质上与超导相似，但伴随的霍尔系数符号的反转反而指向自发对称性破缺，因为电阻率突然下降，而焦耳加热似乎是非线性输运的基础。我们的研究结果表明，类似的机制可能是相关的更广泛的类半导体平带VDW异质结构。
2020-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
