MoS $_2$的晶体结构在平面内具有强共价键，在平面外具有弱范德华相互作用，这引起了诸如固体润滑、光电子学和催化等应用的有趣特性，这可以通过过渡金属掺杂来增强。然而，改善的机制，甚至掺杂材料的结构可能是不清楚的，我们解决与理论计算。在我们以前的工作上Ni掺杂的散装2 H相的基础上，现在我们比较多型体（1H单层和3R散装），以确定有利的网站Ni和掺杂对结构，电子性质和层的解离能的影响。最有利的嵌入/吸附原子的网站是四面体嵌入3R（如2 H）和Mo-顶部的1H。相对能量表明，Mo或S的取代可能导致2 H到3R的相变。我们发现的结构和电子特性，可用于识别掺杂位点，包括金属行为的Mo取代的3R和2 H，和间隙状态的Mo和S取代的1H，这可能有有趣的光电应用。我们观察到一个大的增强层间相互作用的Ni掺杂的MoS $_2$，与其他过渡金属的效果相反。对于润滑应用，这种增加的层离解能可能是低磨损的机制。我们系统的研究表明，掺杂浓度的影响，我们推断到低掺杂的限制。这项工作提供了深入了解以前不清楚的结构Ni掺杂的MoS $_2$，以及如何可以通过实验检测，掺杂的单层和散装系统的能量和结构的关系，掺杂下的电子性质，以及掺杂对层间相互作用的影响。
英文摘要：
The crystal structure of MoS$_2$ with strong covalent bonds in plane and weak Van der Waals interactions out of plane gives rise to interesting properties for applications such as solid lubrication, optoelectronics, and catalysis, which can be enhanced by transition-metal doping. However, the mechanisms for improvement and even the structure of the doped material can be unclear, which we address with theoretical calculations. Building on our previous work on Ni-doping of the bulk 2H phase, now we compare to polytypes (1H monolayer and 3R bulk), to determine favorable sites for Ni and the doping effect on structure, electronic properties, and the layer dissociation energy. The most favorable intercalation/adatom sites are tetrahedral intercalation for 3R (like 2H) and Mo-atop for 1H. The relative energies indicate a possibility of phase change from 2H to 3R with substitution of Mo or S. We find structural and electronic properties that can be used to identify the doping sites, including metallic behavior in Mo-substituted 3R and 2H, and in-gap states for Mo- and S-substituted 1H, which could have interesting optoelectronic applications. We observe a large enhancement in the interlayer interactions of Ni-doped MoS$_2$, opposite to the effect of other transition metals. For lubrication applications, this increased layer dissociation energy could be the mechanism of low wear. Our systematic study shows the effect of doping concentration and we extrapolate to the low-doping limit. This work gives insight into the previously unclear structure of Ni-doped MoS$_2$ and how it can be detected experimentally, the relation of energy and structures of doped monolayers and bulk systems, the electronic properties under doping, and the effect of doping on interlayer interactions.
Interlayer Ferromagnetism and High-Temperature Quantum Anomalous Hall Effect in \textit{p}-Doped MnBi$_2$Te$_4$ Multilayers
层间反铁磁耦合阻碍了磁性拓扑绝缘体MnBi $_2$ Te $_4$中量子反常霍尔效应的观察。我们证明，层间\textit{ferromagnetism}可以建立通过利用\textit{p}掺杂方法在MnBi $_2$ Te $_4$多层膜。在两个七层系统中，通过掺杂元素（例如，N、P、As、Na、Mg、K和Ca），这是由于Mn的轨道占据的重新分配。我们进一步发现，Mg和Ca元素是最合适的候选者，因为它们的低形成能。尽管\textit{p}掺杂的两个七重层表现出拓扑上平凡的能带结构，但是用Ca（Mg）掺杂剂将层厚度增加到三（四）个七重层导致量子反常霍尔效应的形成。我们提出的\textit{p}掺杂策略不仅使MnBi $_2$ Te $_4$成为一个理想的实现高温量子反常霍尔效应的平台，而且可以补偿MnBi $_2$ Te $_4$中本征\textit{n}型缺陷的电子.
Layer- and doping-tunable long range ferromagnetic order-ing in two-dimensional CrS2
层间耦合对于操纵二维材料中的物理性质（例如电子带隙）至关重要。然而，在这些材料中调谐磁性能还有待解决。在这里，我们发现了一个条纹反铁磁（sAFM）铁磁（FM）的转变经历从单层到双层和更厚的CrS2。这种转变归因于层间S原子的电荷共享及其导致的电荷从Cr d eg到t2g轨道的转移。转移的电荷将Cr4+的一部分还原为Cr3+，这增强了有利于FM而不是sAFM有序的双交换机制。电子的掺杂与堆叠诱导的电荷共享具有相同的效果。因此，电荷掺杂可以操纵sAFM和FM之间的磁有序或调整p型和n型掺杂磁性半导体之间的CrS2。我们还提出了几个原型设备，使使用外部电场操纵CrS2层的磁有序。这些结果表明了层间耦合对层状材料磁性能的改善作用
Exciton-phonon coupling induces new pathway for ultrafast intralayer-to-interlayer exciton transition and interlayer charge transfer in WS2-MoS2 heterostructure: a first-principles study
Understanding the Effects of Dielectric Property, Separation Distance, and Band Alignment on Interlayer Excitons in 2D Hybrid MoS2/WSe2 Heterostructures
Doping induced Mott collapse and the density wave instabilities in (Sr$_{1-x}$La$_x$)$_3$Ir$_2$O$_7$
从Mott绝缘相到高温超导性的路径遇到了一组丰富的非常规现象，涉及绝缘体到金属的转变（IMT），如涌现的电子秩序和赝能隙，最终影响库珀对的凝聚。理解这些现象的起源的一个巨大障碍是难以接近母态的掺杂水平。最近，钙钛矿铱酸锶的J $_{eff}$ =1/2 Mott态揭示了与铜酸盐有趣的相似之处，其优点是它提供了独特的Mott转变途径。在这里，我们利用这种可访问性来研究的IMT和附近可能的电子顺序在电子掺杂的双层铱酸盐（Sr $_{1-x}$ La $_x$）$_3$ Ir $_2$ O $_7$。使用光谱成像扫描隧道显微镜，我们图像的La掺杂剂的顶部以及层间SrO平面。令人惊讶的是，我们发现一个不成比例的分布在这些层与层间层La是主要负责的IMT，从而揭示了不同的网站依赖性的影响掺杂剂的双层系统的电子性能。此外，我们发现由电子掺杂产生的两个电子秩序的共存：一个单向的电子秩序与伴随的结构畸变;和本地共振态形成棋盘状图案被La捕获。这提供了证据表明，多个电荷顺序可能同时存在于莫特系统中，即使只有一个带穿过费米能量。
Doping of graphene by a Au(111) substrate: Calculation strategy within the local density approximation and a semiempirical van der Waals approach
我们采用局域密度近似和Grimme提出的半经验van der Waals方法（称为DFT-D2方法）对吸附在Au（111）表面的石墨烯进行了密度泛函研究。物理吸附在金属上的石墨烯在能带结构中保持了线性色散，但系统的费米能级相对于锥形点发生了位移，这导致了掺杂效应。我们表明，掺杂的类型和量不仅取决于在计算中使用的交换相关功能的选择，但也对超晶胞几何模型的物理系统。我们分析了金的面内晶胞参数和层间距等因素对费米能级移动的影响，发现这些参数的微小变化都可能导致p型掺杂向n型掺杂的转变。我们选择了一组合理的模型参数，得到了石墨烯在清洁的Au（111）表面上要么是未掺杂的，要么最多是轻微的p型掺杂，这似乎与实验结果一致。另一方面，衬底晶格的改性可以诱导高达0.30-0.40 eV的更大掺杂，这取决于石墨烯-金属吸附距离。石墨烯-金界面对结构参数的敏感性可以允许调节样品之间的掺杂，这可能导致石墨烯基电子器件中的可能应用。我们相信，本文的结论对基于周期DFT的其他研究也是有用的。
Ferroelectric Control of Interlayer Excitons in 3R-MoS$_{2}$ / MoSe$_{2}$ Heterostructures
University of Rostock（罗斯托克大学）；Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）；Saha Institute of Nuclear Physics（萨哈核物理研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立学院）；NIMS（日本材料研究所）
Site-Selective Yttrium Substitution in Ti3AlC2 Enables Interlayer Engineering and Li Transport in Ti3C2Tx cathodes for High-Power Energy Storage
ICMUV, Instituto de Ciencia de Materiales, Universidad de Valencia（瓦伦西亚大学材料科学研究所）；King Danylo University（丹尼洛国王大学）；Department of Applied Physics and Electromagnetism, University of Valencia（瓦伦西亚大学应用物理与电磁学系）
