Photoinduced anisotropic lattice dynamic response and domain formation in thermoelectric SnSe
识别和理解凝聚态系统中强声子-声子散射背后的机制对于最大化热电器件的效率至关重要。迄今为止，解决这个问题的主要方法是仔细调查材料的全声子色散，以隔离具有极大线宽和温度依赖性的模式。在这里，我们结合定量MeV的超快电子衍射（UED）分析与基于Monte Carlo的动态衍射模拟和第一性原理计算，直接揭示了软，非谐晶格畸变的热电材料SnSe模型。一个小的单晶样品的光激发与超快光脉冲和软，非谐晶格畸变隔离使用MeV-UED与长弛豫时间和大位移。我们发现，这些模式具有层间剪切应变的特点，主要是由c轴原子位移引起的，导致在瞬态域的形成。这些发现提供了一种创新的方法来确定超低和各向异性热导率的机制，并为优化热电器件提供了一条有前途的途径。
2021-10-24 cond-mat.mtrl-sci
Phonon vibrational and transport properties of SnSe/SnS superlattice at finite temperatures
本文研究发现垂直SnSe/SnS超晶格在有限温度下会从Pnma相转变为新型P4/nmm相，该相具有高对称性、强声子散射及优异电子输运特性，在热电和光伏领域潜力巨大。
2025-02-12 cond-mat.mtrl-sci
Growth and Characterization of Superconducting Bulk Crystal [(SnSe)$_{1+δ}$]$_m$(NbSe$_2$) Misfit Layer Compounds
本文利用CsCl/KCl助熔剂首次生长出m=12的[(SnSe)$_{1+δ}$]$_m$(NbSe$_2$)失配层状晶体，并通过透射电镜确认其交替层状结构，发现超导转变温度随SnSe层数增加而降低，超导维度趋于二维化。
2024-01-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Visualization of Band Shifting and Interlayer Coupling in WxMo1-xS2 Alloys using Near-Field Broadband Absorption Microscopy
超越衍射极限的光学吸收光谱提供了关于组分扩散和堆叠的二维材料的渐变能带结构的深刻信息，其中直接/间接带隙、层间耦合、滑动和可能的缺陷显著地改变其光电功能，例如光致发光效率。我们在这里可视化的空间变化的能带结构的单层和双层过渡金属二硫族化物合金的第一次通过使用近场宽带吸收显微镜。近场光谱和空间图表明激子能带的位移，从组成扩展和层间耦合的相互作用的结果。这些结果使我们能够确定双层合金的顶层为纯WS 2。我们还使用无像差的近场透射图像来标定合金和纯过渡金属二硫族化物的精确边界。该技术可以为堆叠科学时代的各种层状结构提供新的见解，以寻求新颖的量子光电子器件。
2022-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Effects of Reduced Interlayer Interactions on the K-point Excitons of MoS$_2$ Nanoscrolls
本文研究了MoS$_2$纳米卷中因不对称混合堆叠和应变不均匀性导致的层间相互作用减弱现象，通过低温光致发光光谱揭示了其对K点激子特性（如激子-声子耦合、能量及振子强度）的影响。
2024-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Conductive Atomic Force Microscopy of Chemically Synthesized Graphene Oxide and Interlayer Conduction
氧化石墨烯（GO）是一种化学改性石墨烯，在世界范围内得到了广泛的研究。GO的单层片可以在溶液中化学产生，并且预期其适用于各种各样的应用。大部分的工作集中在GO的制备和还原过程，而其内在性质尚未得到详细的探讨。我们已经成功地可重复地制造大规模GO纳米片。在目前的工作中，我们观察到的GO纳米片的导电原子力显微镜。当前图像可用于以高对比度监测GO厚度以及纳米片中的褶皱和折叠。除了电流图像之外，用导电悬臂测量GO片的局部I-V特性。基于所施加的电场依赖性，可以根据Poole Frenkel发射机制来描述垂直于GO片的传导，并且GO的相对介电常数被评估为4.8。
2011-02-10 cond-mat.mtrl-sci
Controlling the Interlayer Coupling of Twisted Bilayer Graphene
扭曲双层石墨烯的层间耦合会显著影响其电子能带结构。目前在实验中需要克服的挑战是如何精确控制耦合，从而调整双层石墨烯的电子特性。在这里，我们描述了一种简便的方法来调制的局部层间耦合的单分子磁铁吸附到扭曲的双层石墨烯和报告的表征其电子能带结构使用扫描隧道显微镜和光谱。在隧穿谱中观察到了低能范霍夫奇异性和超晶格狄拉克锥，分别由层间耦合和石墨烯-石墨烯叠栅引起。我们的实验表明，两个VHS的能量差，这反映了层间耦合的大小，可以通过调整的局部覆盖密度的吸附。
2012-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electric field screening in atomically thin layers of MoS2: the role of interlayer coupling
本工作的目的是研究静电屏蔽的单层和少层二硫化钼片的静电力显微镜结合非线性的E-F理论解释的实验结果。我们发现，去耦层的连续模型，令人满意地再现了石墨烯和石墨的静电屏蔽，不能解释实验观察。另一方面，具有层间跳跃参数的三维模型可以成功地解释所观察到的电场屏蔽二硫化钼纳米层，指出层间耦合在二硫化钼屏蔽中的重要作用。
2012-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Low-Energy Electron Microscopy Studies of Interlayer Mass Transport Kinetics on TiN(111)
利用低能电子显微镜原位研究了TiN（111）三维堆在1550 ~ 1700 K退火过程中的层间质量输运动力学。在每一个T，岛屿以恒定的速率衰减，而不管它们在丘中的初始位置，这表明质量在局部不守恒。从依赖于温度的岛衰变率，我们得到的活化能为2.8+/-0.3 eV。这与原子级平坦TiN（111）阶地上的2D TiN岛的衰减限制性衰减一致[Phys. Rev. Lett. 89（2002）176102]，但显著小于对于体扩散限制的螺旋阶梯生长获得的值4.5+/-0.2eV [Nature 429，49（2004）]。我们模拟的过程中，步骤流的基础上，同时考虑到一步一步的相互作用，一步渗透性，和散装质量运输。结果表明，TiN（111）台阶具有高度的可渗透性，并表现出强烈的排斥性温度依赖的台阶-台阶相互作用，其变化范围为0.003 ~ 0.076 eV-nm。控制TiN（111）丘体衰变的速率限制过程是表面扩散，而不是体扩散。
2004-05-08 cond-mat.mtrl-sci
Atomic-Scale Observation of Moire potential in Twisted Hexagonal Boron Nitride Layers by Electron Microscopy
本文利用化学剥离制备原子级清洁的扭转六方氮化硼纳米层，通过像差校正高分辨率透射电子显微镜结合快速傅里叶逆变换重建莫尔势，揭示层间原子重叠决定其周期性与分布，为莫尔超晶格研究提供了通用观测策略。
2025-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Oscillations of van Hove singularities spacing induced by sub-Angstrom fluctuations of interlayer spacing in graphene superlattices
二维范德华（vdWs）结构的物理性质敏感地依赖于堆叠顺序和层间相互作用。然而，在迄今为止研究的大多数情况下，层间相互作用被认为是vdWs结构的静态特性。在这里，我们证明了在扭曲的双层石墨烯（TBG）上施加扫描隧道显微镜（STM）尖端脉冲可以诱导TBG中的层间分离的亚埃波动，这相当于TBG上约10 GPa的动态垂直外部压力。层间分离的亚埃波动导致TBG中两个van Hove奇点（VHS）之间的能量分离的大振荡。VHS间距的振荡周期非常长，约500-1000秒，归因于原子厚TBG中尖端诱导的局部应力。我们的研究结果提供了一种有效的方法来调整和测量的vdWs结构的物理特性的动态。
2021-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
CVD Grown Hybrid MoSe$_2$-WSe$_2$ Lateral/Vertical Heterostructures with Strong Interlayer Exciton Emission
Friedrich Schiller University Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）；Technical University Darmstadt（达姆施塔特工业大学）；Ulm University（乌尔姆大学）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）
本文通过CVD法合成MoSe₂-WSe₂异质结构，展示其强层间激子发射特性，为二维量子材料的基础研究和应用提供新途径。
2026-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Pressure-induced commensurate stacking of graphene on boron nitride
将原子级薄的范德华材料结合到异质结构中为设计电子器件的创建提供了强大的途径。相邻层之间的相互作用强度，最容易通过它们的层间分离控制，可以对这些复合材料的电子性质具有显着的影响。在这里，我们展示了前所未有的控制层间相互作用，通过局部修改石墨烯和氮化硼之间的层间分离，我们通过施加压力与扫描隧道显微镜尖端实现。对于氮化硼上的对齐或接近对齐的石墨烯的特殊情况，石墨烯晶格可以局部拉伸和压缩以补偿两种材料之间的轻微晶格失配。我们发现，修改层间分离直接调谐的晶格应变，并诱导相称的尖端下方的堆叠。我们的研究结果激励未来的研究定制的范德华异质结构的电子特性，通过控制整个设备的层间分离，使用静水压力。
2017-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Emergence of highly linearly polarized interlayer exciton emission in MoSe$_2$/WSe$_2$ heterobilayers with transfer-induced layer corrugation
基于原子级薄晶体的确定性转移的可获得的制造方法的可用性对于范德华异质结构研究的快速扩展至关重要。这些技术的固有问题是聚合物载体膜在转移期间的变形，这可能导致在转移的二维材料中引起的高度不均匀的应变。在这里，使用光谱，原子力和开尔文探针力显微镜的组合，我们表明，由于转移诱导的应力松弛形成的纳米尺度的皱纹的存在下，可以导致强烈的变化的光学性质的MoSe $_2$ /WSe $_2$异质结构和出现的线性偏振层间激子光致发光。我们将这些变化归因于晶体对称性的局部破缺，这是由于应变引起的层间带隙减小而导致的层间激子的有效积累中心。使用开尔文探针力显微镜获得的波纹heterobilayer样品的表面电位图像揭示了与应变引起的带隙调制一致的局部功函数的变化，而在皱纹的脊处观察到的电位偏移显示出与从皱纹几何形状估计的拉伸应变的值的明确的相关性。我们的研究结果强调了残余应变在定义范德华异质结构的光学性质中的重要作用，并提出了通过局部应变工程进行层间激子操纵的新方法。
2020-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Angular dependence of the interlayer coupling at the interface between two dimensional materials 1T-PtSe$_2$ and graphene
本研究通过扫描隧道显微镜和从头计算，发现石墨烯与单层PtSe$_2$的层间耦合随扭转角增大而显著增强，且杂化态符合动量守恒规则。
2023-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Competing scanning tunneling microscope tip-interlayer interactions for twisted multilayer graphene on the a-plane SiC surface
首次获得了在n+6 H-SiC a面非极性表面上生长的单层和扭曲多层外延石墨烯态的扫描隧道显微镜（STM）图像。通过将来自双层石墨烯的棒和球模型的莫尔图案与实验获得的图像进行比较，确定扭曲的石墨烯在顶部两层之间具有5.4°的旋转角。此外，实验莫尔图案显示动态行为，连续洗牌之间的两个稳定的表面安排一个键长分开。莫尔条纹的位移超过1 nm，便于STM观察。这种动态行为的解释归因于STM针尖和石墨烯样品之间的静电相互作用。
2015-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Energy-resolved Photoconductivity Mapping in a Monolayer-bilayer WSe2 Lateral Heterostructure
范德华材料的垂直和横向异质结构为能带结构工程提供了巨大的灵活性。由于电子带的缺陷，应变和层间耦合的敏感影响，这些二维（2D）系统的边缘和异质结可能会表现出新的物理特性，这可以完全揭示只有空间分辨探针。在这里，我们报告的空间映射的光电导在单双层WSe 2横向异质结构下的多激发激光。随着光子能量的增加，微波阻抗显微镜检测到的光诱导电导首先出现沿异质界面和双层边缘，然后沿单层边缘，双层区域内，最后在单层区域的内部。可动载流子在样品不同截面上的相继出现与局域能隙的理论计算相一致。定量分析的显微镜和运输数据也揭示了线性依赖的激光强度和层间耦合的载流子复合的光电导。结合理论建模，原子尺度成像，介观阻抗显微镜，和设备级的表征，我们的工作提出了一个令人兴奋的观点，以控制在2D异质结构的固有带隙变化下降到几个纳米政权。
2018-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetic interlayer exchange coupling in a few layers of CrSBr on a gold thin film
University of Groningen（格罗宁根大学）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；Radboud University（拉德堡德大学）；Bielefeld University（比勒费尔德大学）
研究通过电子显微镜观察发现，少于11nm的CrSBr层在金基底上呈现铁磁态，电子从金基底转移到CrSBr导致铁磁有序稳定，揭示了二维磁体通过基底工程调控磁性潜力。
2026-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Linking interlayer twist angle to geometrical parameters of self-assembled folded graphene structures
在外部驱动力的作用下，薄的粘合剂膜可以从基底上移除、撕裂和折叠成不同的几何形状。然而，在二维材料中，这些过程可以是自驱动的，如先前对通过自发撕裂和从衬底剥离产生的折叠扭曲双层石墨烯纳米带的研究所示。在这里，我们使用原子力显微镜技术来生成和表征自然自生长的折叠纳米结构的几何结构。纳米尺度的宽度和层间分离的测量揭示了类似的扭转角依赖性可能引起的各向异性在双层电位。此外，数据的分析显示了折叠弧边缘的高度（由半径R参数化）与带宽度之间的意外相关性，这表明了由可变横截面形状驱动的自生长过程。这些观测结果很好地描述了一个能量最小化模型，其中包括双层粘附能量密度所代表的距离依赖莫尔斯电位。我们得到了一个解析表达式的半径R与带的宽度，预测重整化弯曲刚度和立场与实验观察。新发现的这些几何参数之间的关系表明了折叠扭曲双层石墨烯的定制生长机制-许多有趣的物理现象的平台。
2019-04-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Cross-sectional imaging of sharp Si interlayers embedded in gallium arsenide
利用第一性原理方法研究了掺硅GaAs（110）截面的电子性质。我们专注于掺杂配置具有相同浓度的Si杂质在阳离子和阴离子的网站，如发生在一个自补偿掺杂制度。特别是，我们研究了均匀分布在两个连续的（001）原子层的硅原子的双层。模拟的横截面扫描隧道显微镜图像在负偏压下显示出明亮的信号，当偏压反转时，该信号强烈衰减。这种情况下是一致的实验结果，这已归因于迄今身份不明的硅配合物。
2005-03-23 cond-mat.mtrl-sci
Switching 2D Magnetic States via Pressure Tuning of Layer Stacking
二维范德瓦尔斯（2D vdW）晶体的物理性质敏感地依赖于层间耦合，而层间耦合与层间排列和层间距密切相关。例如，简单地改变石墨烯层之间的扭转角可以诱导各种相关的电子相，其可以通过施加流体静压以减小层间间距来以连续方式进一步控制。在最近发现的2D磁体中，理论表明层间交换耦合强烈地依赖于层分离，而堆叠布置甚至可以改变磁交换的符号，从而大幅修改基态。在这里，我们证明了压力调谐的磁秩序在2D磁铁CrI3。我们使用隧道和扫描磁圆二色显微镜测量探测的磁性状态。我们发现，层间磁耦合可以增加一倍以上的静水压力。在双层CrI3中，压力引起从层状反铁磁相到铁磁相的转变。在三层CrI3中，压力可以产生三相共存的畴，一个铁磁性和两个不同的反铁磁性。观察到的磁序变化可以用堆叠排列的变化来解释。堆叠顺序和磁性之间的这种耦合为设计者的磁性相和功能提供了充足的机会。
2019-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unravelling the intrinsic and robust nature of van Hove singularities in twisted bilayer graphene
广泛的扫描隧道显微镜和光谱实验，辅以第一性原理和参数化的紧束缚计算，为扭曲石墨烯层中范霍夫奇点（vHs）的存在，起源和鲁棒性提供了明确的答案。我们的结果是结论性的：由于层间耦合的vH普遍存在于我们的6 H-SiC（000-1）样品上的石墨烯中的宽范围（从1°到10°）的旋转角中。从vHs的能量分离随旋转角度的变化，我们能够恢复的费米速度的石墨烯单层以及层间相互作用的强度。vH的鲁棒性通过实验和计算来评估，实验表明它们在第三石墨烯层的存在下存活，计算测试周期性调制和层间距离的绝对值的作用。最后，我们澄清了STM图像中检测到的相关莫尔条纹的起源。
2012-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Untangling 3D atomic reconstruction in twisted bilayer 2D crystals via dark field transmission electron microscopy
National University of Singapore（新加坡国立大学）；Paul Scherrer Institute（保罗谢尔研究所）；University of Manchester（曼彻斯特大学）
本文利用暗场透射电子显微镜（DF-TEM）建立局部堆叠与图像强度的定量关系，从DF图像中提取三维原子位移和层间距，解决了扭曲二维材料中原子重构的三维分布测量难题。
2026-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Superlattice structures in twisted bilayers of folded graphene
双层石墨烯的电子性质强烈依赖于两个原子晶格的相对取向。虽然Bernal堆叠的石墨烯是最常研究的，但层间的旋转失配开辟了一个全新的丰富物理学领域，特别是在小的层间扭曲时。在这里，我们报告的磁输运测量扭曲的石墨烯双层，通过折叠的单层制备。这些揭示了一个强烈的依赖于扭转角，这可以通过样品的几何形状来估计。在小的旋转，超晶格的波长在10 nm的顺序出现，并通过摩擦原子力显微镜观察。在这个小角度制度的磁输运测量显示卫星朗道风扇的形成。这些都归因于额外的狄拉克奇性的能带结构和讨论相对于广泛的层间耦合模型。
2014-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron-beam-induced Contactless Manipulation of Interlayer Twist in van der Waals Heterostructures
Polytechnic University of Turin（都灵理工大学）；Empa, Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology（瑞士联邦材料科学与技术研究所）；Italian Institute of Technology（意大利理工学院）；University of Cagliari（卡利亚里大学）
本研究通过电子束诱导电荷注入实现了对范德瓦尔斯异质结构层间扭角的无接触操控，利用界面电场产生静电扭矩并诱导角位移。
2025-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Non-linear and negative effective diffusivity of optical excitations in moiré-free heterobilayers
本文研究了无莫尔异质双层中层间激子的扩散，发现其线性扩散系数极高，并揭示了激子排斥与湮灭对非线性传播的等效贡献及等离子体转变中的负有效扩散现象。
2023-08-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetodipolar interlayer interaction effect on the magnetization dynamics of a trilayer square element with the Landau domain structure
我们提出了一个详细的数值模拟研究的影响所造成的三层磁性纳米元件的铁磁（FM）层之间的磁偶极相互作用的磁化动力学。作为示例，我们使用具有正方形横向形状的Co/Cu/Ni 80 Fe 20元件，其中FM层的磁化形成封闭的朗道状畴图案。首先，我们表明，当非磁性（NM）的间隔物的厚度是在技术相关的区域h ~ 10 nm，FM层中的90 o Neel畴壁之间的磁偶极相互作用定性地改变这些层的平衡磁化状态。在本文的主要部分，我们比较了单层Ni_（80）Fe_（20）（Py）元件和Co/Cu/Py三层元件中由亚纳秒场脉冲引起的磁化动力学。结果表明：（i）由于FM/NM/FM三层中朗道态的自发对称性破缺，三层磁畴和畴壁以不同的频率振荡，并具有不同的空间振荡模式：（ii）Co和Py中磁畴的不同振荡频率强烈抑制了三层磁畴的磁化振荡;（iii）磁化动力学定性地取决于Co和Py层中磁化状态的相对旋转方向以及Co微晶的磁晶各向异性类型。最后，我们讨论了我们的研究结果与实验观察的磁化动力学在磁性三层，使用特定元素的时间分辨X射线显微镜进行。
2007-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interferometric 4D-STEM for Lattice Distortion and Interlayer Spacing Measurements in Bilayer and Trilayer Two-dimensional Materials
由单个原子层的堆叠组成的范德华材料由于其奇异的电子性质而引起了相当大的关注，所述奇异的电子性质可以通过例如操纵双层材料的扭转角或三层材料的堆叠顺序来改变。为了充分理解和控制这些少层材料的独特性质，需要一种能够提供有关其局部面内结构变形、扭曲方向和面外结构的信息的技术。原则上，布拉格盘的重叠区域中的干涉源自材料的单独层，其编码了关于原子在相应层中的相对位置的三维信息。在这里，我们描述了一种干涉四维扫描透射电子显微镜技术，利用这种现象，从几层材料中提取精确的结构信息与纳米级分辨率。我们展示了这种技术如何能够测量双层和三层石墨烯中的局部pm尺度面内晶格畸变以及扭曲方向和平均层间间距，因此提供了一种更好地理解电子特性与少层2D材料的精确结构排列之间相互作用的方法。
2021-05-13 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast photocurrent and absorption microscopy of few-layer TMD devices isolate rate-limiting dynamics driving fast and efficient photoresponse
尽管固有地较差的层间导电性，但是由2D过渡金属二硫属化物（TMD）（例如WSe $_2$和MoS $_2$）的少层器件制成的光电探测器仍然可以产生期望的快速（$\leq$ 90 ps）和有效（$ε$ $>$ 40 ps %）的光响应。通过结合超快光电流（U-PC）和瞬态吸收（TA）显微镜，竞争的电子逃逸和重组率明确地确定在其他复杂的动力学。WSe $_2$的U-PC和TA响应都产生匹配的层间电子逃逸时间，其在施加$E$ -场的情况下从1.6 ns加速到86 ns，以预测实现的最大器件PC效率为$\sim$ 44\%。逃逸速率相对于$E$ -场的斜率表明平面外电子和空穴迁移率分别为0.129和0.031 cm $^2$ /V $s$。在$\sim$ 10 $^{11}$光子/cm $^{2}$入射通量以上，缺陷辅助俄歇散射通过在空位缺陷处捕获载流子而大大降低效率。TA和PC光谱都识别出具有$\sim$ 5.6 ns寿命的金属-空位子带隙峰作为捕获载流子的主要陷阱，因为它们在层之间跳跃。同步TA和U-PC显微镜显示收集的\ net PC是由电子逃逸的动力学速率定律模拟的，与线性和非线性俄歇复合速率竞争。这个简单的速率模型进一步预测了基于PC的动力学，非线性幅度和效率，$ε$在10 $^5$范围内的入射光子通量在几层WSe $_2$和MoS $_2$设备。
2020-03-30 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Film structure of epitaxial graphene oxide on SiC: Insight on the relationship between interlayer spacing, water content, and intralayer structure
在碳化硅上生长的多层石墨烯的化学氧化产生的膜表现出可再现的特性，横向均匀性，大面积的光滑度和可管理的化学复杂性，从而打开机会，以加速这种形式的氧化石墨烯膜的基本理解和技术应用。在这里，我们调查这些超薄氧化膜的垂直层间结构。X射线衍射、原子力显微镜和IR实验表明，多层膜表现出优异的层间配准，少量（<10%）的插层水，以及约9.35 μ m的出乎意料的大的层间分离。密度泛函理论计算表明，“氧化石墨烯膜中水少但层间距大”的明显矛盾可以通过考虑由碳层形成的多层膜来解释，该多层膜在纳米级上呈现非均匀氧化，其中非氧化和高度氧化的纳米-畴共存，并且其中在堆叠层的氧化区域之间捕获的少量水分子足以解释所观察到的大的层间分离。这项工作揭示了在碳化硅上生长的氧化石墨烯薄膜的垂直和层内结构，更一般地说，它提供了关于石墨烯/氧化石墨材料的层间间距，水含量和结构之间关系的新见解。
2014-03-18 cond-mat.mtrl-sci
Mott insulator tuning via structural distortion in monolayer 1T-NbSe2
1 T-TaS_2中的Mott态是量子自旋液体的母体。然而，由于层间耦合的复杂性，其绝缘机制存在争议。在这里，我们研究的莫特状态在单层1 T-NbSe 2，电子类比TaS 2免除层间耦合，使用光谱成像扫描隧道显微镜和第一性原理计算。单层NbSe 2令人惊讶地显示出两种类型的具有不同莫特间隙尺寸的大卫之星（SD）图案，其通过温度变化是可相互转换的。而1 T-NbSe_2双层膜则表现出层间耦合的Mott塌缩。我们的计算揭示了这两种类型的SD具有不同的结构扭曲，改变了有效的库仑能量的中心Nb轨道。我们的计算表明，莫特间隙，用于确定QSL制度相同的参数，是可调的应变。这一发现提供了一个通用的策略，通过结构扭曲，这可能是调整到潜在的QSL制度在1 T-NbSe 2和相关系统中操纵莫特状态。
2021-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Study of In-plane and Interlayer Interactions During Aluminum Fluoride Intercalation in Graphite: Implications for the Development of Rechargeable Batteries
本研究结合STM、密度泛函计算与分子动力学模拟，揭示了AlF₃在石墨中的插层机制，包括团簇形成、自组装及表面气泡成因，为提升可充电电池性能提供了理论依据。
2023-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Dimensional crossover of charge order in IrTe$_2$ with strong interlayer coupling
在具有有限层间耦合的范德瓦尔斯材料中，通过常规的机械剥离，调节维数引入了各种电子相变。特别是当电子顺序与层间耦合的调制相联系时，这种尺寸可调谐性对其稳定性和性质具有强烈的影响，这很少被实验研究。在这里，我们证明了一个三维交叉的IrTe $_2$从真正的二维准三维使用低温扫描隧道显微镜和光谱的电荷顺序。采用原子级薄的IrTe $_2$薄片，从单层到多层，我们观察到一个渐进的相变的电荷顺序和指数衰减的库仑间隙随着厚度的增加。此外，我们发现一个抑制的状态密度出现在一个突然的横向界面之间的二维和三维。这些发现归因于强耦合层和衬底驱动的微扰之间的相互作用，这可以提供一个新的见解强耦合层状材料与隐藏的电子相的尺寸交叉。
2022-12-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Twisted Angle-Dependent Work Functions in CVD-Grown Twisted Bilayer Graphene by Kelvin Probe Force Microscopy
调整双层石墨烯（BLG）的层间扭曲角对其电子性质有重要影响，包括超导电性、拓扑转变、铁磁态和相关绝缘态。这些奇异的电子性质敏感地依赖于双层石墨烯样品的功函数。在这里，CVD生长的扭曲双层石墨烯（tBLG）的扭曲角依赖的功函数的详细研究结合拉曼光谱的开尔文探针力显微镜（KPFM）。测量了Bernal堆叠多层石墨烯的厚度依赖的表面电势。AB-BLG和tBLG由于其扭曲角比表面电位而直接由KPFM确定。通过KPFM和拉曼光谱测量的原位结合研究，进一步获得了扭转角与表面势的详细关系。通过控制退火过程进一步探索了tBLG的热稳定性。我们的工作提供了扭曲角相关的tBLG的表面电位，并奠定了基础，为进一步探索其扭曲角相关的新的电子性质。
2022-03-20 cond-mat.mtrl-sci
Superconductivity at Pd/Bi$_2$Se$_3$ Interfaces Due to Self-Formed PdBiSe Interlayers
Center for Joint Quantum Studies and Department of Physics, School of Science, Tianjin University（天津大学理学院物理系联合量子研究中心）；Tianjin Key Laboratory of Low Dimensional Materials Physics and Preparing Technology, Department of Physics, Tianjin University（天津大学物理系低维材料物理与制备技术天津市重点实验室）；Beijing Advanced Innovation Center for Intelligent Robots and Systems, School of Medical Technology, Beijing Institute of Technology（北京理工大学医疗技术学院北京市智能机器人系统先进创新中心）；Centre for Quantum Physics, Key Laboratory of Advanced Optoelectronic Quantum Architecture and Measurement (MOE), School of Physics, Beijing Institute of Technology（北京理工大学物理学院光电量子架构与测量教育部重点实验室量子物理中心）
通过钯在铋硒表面的扩散形成钯铋硒中间层，实现钯/铋硒界面的超导性，为拓扑量子设备的发展提供新方法。
2024-12-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Magnetic Properties of Pr0.7Ca0.3MnO3/SrRuO3 Superlattices
采用脉冲激光沉积法制备了高质量的Pr0.7Ca0.3MnO3/SrRuO 3超晶格，并利用高分辨透射电子显微镜和超导量子干涉仪（SQUID）对其进行了研究。研究了具有正交晶系和四方晶系SrRuO 3层的超晶格。超晶格生长的连贯性，在生长方向上的Pr0.7Ca0.3MnO3层终止于MnO 2-和SrRuO 3层的RuO 2-平面。所有超晶格在低磁场下均表现出反铁磁层间耦合。的耦合强度显着高于正交比四方对称的SrRuO 3层。强的层间交换耦合的超晶格与正交SrRuO 3层导致的磁化反转机制与部分反转的磁滞回线。
2011-03-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Revealing Atomic-Scale Switching Pathways in van der Waals Ferroelectrics
Rice University（莱斯大学）；Texas A&M University（德克萨斯农工大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）
本研究结合原位电偏置原子成像与第一性原理计算，揭示了SnSe中从反铁电到铁电的90度和180度切换路径共存，并伴随层间滑动与压缩应变，为二维铁电器件设计奠定基础。
2025-07-28 cond-mat.mtrl-sci
Robust Dipolar Layers between Organic Semiconductors and Silver for Energy-Level Alignment
研究证明银上完全去质子化的BTB单分子层可形成抗混合、具显著电偶极且不依赖衬底终端的致密界面层，用于功函数调控与有机半导体能级对齐。
2024-03-13 cond-mat.mtrl-sci
Zero-shot Autonomous Microscopy for Scalable and Intelligent Characterization of 2D Materials
Duke University（杜克大学）；National University of Singapore（新加坡国立大学）；Google Deepmind（谷歌DeepMind）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Australian National University（澳大利亚国立大学）
针对原子尺度材料表征依赖专家且新二维材料检测难的问题，提出集成基础模型的ATOMIC端到端框架，实现二维材料全自动零样本表征，精度达专家水平且稳健适用于多种材料，改变纳米材料研究范式。
2025-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cs.AI
Deteriorated Interlayer Coupling in Twisted Bilayer Cobaltites
本研究通过精确控制扭转角堆叠独立钴氧化物薄膜，观察到莫尔条纹并发现扭转区域居里温度降低约13 K，表明扭转可调节相关系统中的磁相互作用，为探索新量子态提供途径。
2025-04-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Physical properties of Co/n-Ge Schottky contacts
为了研究界面态对肖特基接触物理特性的影响，采用透射电子显微镜（TEM）、深能级瞬态谱（DLTS）和温度特性分析等方法对经过不同清洗方法（HF刻蚀和原位热清洗）的Co/n-Ge肖特基二极管进行了研究。结果表明，肖特基势垒高度特性是敏感的界面的性质。最强的费米能级钉扎和最高的空间不均匀性观察到密切的金属/半导体接触。薄的氧化物夹层，甚至Ge原生氧化物的存在，允许费米能级向导带释放，并导致更均匀的接触。最后，我们的研究结果表明，一个纯的氧化锗中间层应该提出一个更好的脱钉效率比原生锗氧化物。
2013-06-03 cond-mat.mtrl-sci
Tuning the Interlayer Microstructure and Residual Stress of Buffer-Free Direct Bonding GaN/Si Heterostructures
GAN与Si的直接集成可以提高低成本、大规模和高功率器件应用的巨大潜力。然而，由于其大的晶格和热膨胀系数失配，在Si上直接生长GAN而不使用厚的应变消除缓冲层仍然具有挑战性。在这项工作中，GAN/Si异质界面没有任何缓冲层，成功地在室温下通过表面活化键合（SAB）。利用显微拉曼光谱和透射电子显微镜对GAN/Si异质结的残余应力状态和界面微结构进行了系统的研究。与MOCVD生长在Si上的GAN层中存在的大的压应力相比，SAB键合到Si上的GAN层中观察到显著松弛且均匀的小的张应力，这主要归因于键合界面处形成的非晶层。此外，还发现适当的热退火可以显着调节键合GAN/Si异质界面的界面微观结构和应力状态。这项工作向前迈出了重要的一步，直接将GAN集成到目前的Si CMOS技术中，具有高质量的薄界面，并为GAN电子器件的晶圆级低成本制造带来了巨大的希望。
2023-02-03 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
The transition from amorphous to crystalline in Al/Zr multilayers
采用掠入射X射线反射仪、原子力显微镜、X射线衍射仪和高分辨透射电子显微镜对直流磁控溅射Al（1.0%wtSi）/Zr和Al（Pure）/Zr多层膜在Al层厚度范围内（1.0- 5.0nm）的非晶-晶转变进行了表征。Al层厚度的变化表明，Si掺杂不仅不利于Al的晶化，而且影响了表面粗糙度和Al相衍射峰位置的变化趋势<111>。Al（1.0%wtSi）/Zr多层膜中Al（1.0%wtSi）层的临界厚度（1.6nm）向Al（1.0%wtSi）/Zr多层膜中Al（1.0%wtSi）层的临界厚度（1.8nm）移动。我们还发现，在这两个系统中，Zr-on-Al中间层比Al-on-Zr中间层更宽，并且Al层在垂直于该层的方向上不具有特定的晶体取向，从SAED图案低于Al层的厚度（3.0 nm）。在Al层的厚度（3.0 nm）以上，Al层在Al中高度取向<111>，使得可以观察到从不对称到对称的中间层的转变。在分析所有测量结果的基础上，我们建立了一个四步模型，该模型可以用Al（纯）和Al（1%wtSi）微晶形核的临界厚度来解释Al层厚度转变过程。
2012-11-27 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Ultrafast dynamics of local charge order in a THz-induced metastable quantum state
Fritz Haber Institute of the Max Planck Society（马克斯·普朗克学会弗里茨·哈伯研究所）；Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter（马克斯·普朗克物质结构与动力学研究所）
利用太赫兹扫描隧道显微镜，在层状电荷密度波材料1T-TaS2中，局域分辨了THz诱导亚稳态中的相干集体动力学，发现了新的振动模式并揭示了层间堆叠构型在光致相超快动力学中的作用。
2026-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Large-gap insulating dimer ground state in monolayer IrTe2
二维范德瓦尔斯材料的单层表现出不同于其体的新的电子相，由于对称性破缺和减少屏蔽的情况下的层间耦合。在这项工作中，我们结合角度分辨光电子能谱和扫描隧道显微镜/光谱，以证明出现了一个独特的绝缘2 × 1二聚体基态在单层1 T-IrTe 2，具有较大的带隙的金属双层到散装形式的这种材料。第一性原理计算表明，声子和电荷的不稳定性以及局部键的形成共同增强和稳定的电荷有序的基态。我们的研究结果为在没有强层间耦合的情况下发生的具有相似能量尺度的相互作用的微妙平衡提供了重要的见解，这为设计2D单层的特性提供了新的机会。
2022-03-31 cond-mat.mtrl-sci
Inversion Domain Boundary Induced Stacking and Bandstructure Diversity in Bilayer MoSe2
层间旋转和堆叠最近被证明是调节各种二维材料物理性质的有效策略。后一种策略主要是在具有连续变化的堆叠顺序的异质结构中实现的，这掩盖了特定堆叠顺序在其物理性质中的内在作用的揭示。在这里，我们引入反转域边界到分子束外延生长的MoSe2同质双层，诱导不寻常的分数晶格平移到其周围的域，占所观察到的大面积和均匀的堆叠序列的多样性。使用透射电子显微镜观察到不寻常的低对称堆积顺序，并通过密度泛函理论确定了详细的几何结构。层间距与堆垛能之间也存在线性关系。这些堆叠序列在Γ和K处的价态之间产生各种能量对准，在测量的扫描隧道光谱中显示堆叠依赖的带隙和价带尾态。这些结果对设计具有可控层阶的二维多层膜有一定的指导意义。
2017-10-15 cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature ferromagnetism in epitaxial bilayer FeSb/SrTiO3(001) terminated with a Kagome lattice
本研究在SrTiO3(001)衬底上外延生长了二维非范德华铁磁双层FeSb，其居里温度高于300K且具有面内磁各向异性，终止层为Fe Kagome层，为自旋电子学中探索铁磁与拓扑相互作用开辟了新途径。
2023-11-10 cond-mat.mtrl-sci
Quantification of magnetic interactions in van der Waals heterostructures using Lorentz transmission electron microscopy and electron holography
Ernst Ruska-Centre for Microscopy and Spectroscopy with Electrons, Forschungszentrum Jülich（尤利希研究中心恩斯特·鲁斯卡电子显微镜与谱学中心）；Peter Grünberg Institute, Forschungszentrum Jülich（尤利希研究中心彼得·格林贝格研究所）；Department of Inorganic Chemistry, University of Chemistry and Technology Prague（布拉格化学技术大学无机化学系）
研究通过洛伦兹透射电镜和电子全息术量化Fe3GeTe2/石墨/Fe3GeTe2异质结构中的磁相互作用，发现磁域对齐随FGT分离增加而减弱，确定了磁偶极耦合长度尺度为34±4nm，并揭示了表面效应和磁域壁特性。
2026-08-28 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis of large-area rhombohedral few-layer graphene by chemical vapor deposition on copper
菱形堆叠的少层石墨烯（FLG）由于其独特的电子性质而受到越来越多的关注，这些电子性质可能导致诸如超导性和磁有序等诱人的现象。到目前为止，对这种材料的实验研究主要受到难以将其隔离在厚度超过3个原子层的器件兼容尺寸的限制。在这项工作中，菱形石墨烯的厚度高达9层，面积高达~50平方微米，通过化学气相沉积（CVD）在悬浮的铜箔上生长，并通过无蚀刻分层转移到目标基板上。菱面体FLG的域被确定通过拉曼光谱，并被发现交替与Bernal堆叠FLG在同一晶体内的条纹状配置的域。显微拉曼光谱，原子力显微镜和光学显微镜的综合分析表明，菱形堆叠FLG的形成是强烈相关的铜基板的形态。Cu台阶聚束导致FLG的弯曲和沿择优晶体取向的层间位移，如通过电子显微镜实验确定的，从而诱导条纹状域。具有所报道的厚度和尺寸的菱面体FLG的生长和转移将促进对预测的非常规物理的观察，并最终增加其技术相关性。
2020-06-11 cond-mat.mtrl-sci
Torsional Force Microscopy of Van der Waals Moirés and Atomic Lattices
本文提出利用扭转力显微镜（TFM）在室温空气中无需电偏压即可多尺度成像范德华堆叠的莫尔图案与原子晶格，从而精确测定扭转角、应变及晶体取向，助力可预测的莫尔异质结构制造。
2023-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Correlative and in situ microscopy investigation of phase transformation, crystal growth and degradation of antimony sulfide thin films
本文利用原位TEM及4D-STEM、EBSD等技术研究了原子层沉积Sb$_2$S$_3$薄膜的相变、生长与降解，发现ZnS界面层可提高成核密度、抑制降解并改善薄膜均匀性，为优化其光伏与相变存储应用提供指导。
2025-02-19 cond-mat.mtrl-sci
In-situ scanning tunneling microscopy observation of thickness-dependent air-sensitive layered materials and heterodevices
准二维（Quasi-2D）范德华（vdW）材料由于其强的层内键合和弱的层间vdW相互作用而可以机械或化学剥离成单层。由于这种独特的性质，人们经常可以从这些准2D vdW材料中发现奇异的厚度依赖性电子性质，这可能导致带隙开放，出现超导性，或随着厚度的减小而增强的电荷密度波。表面敏感扫描隧道显微镜（STM）可以在真实空间中以原子级精度直接观察这种层状材料的结构和电子特性。然而，这是非常具有挑战性的，以保持空气敏感准二维材料的制备和测量之间的本征表面。此外，剥离后的vdW 2D晶体由于其小尺寸（< 10 μm）而极难用典型的STM装置进行探索。在这里，我们提出了一种与具有光学访问的任何STM设置兼容的简单方法：（1）在手套箱中剥离和/或堆叠分层材料，（2）使用手提箱将它们转移到超高真空STM室而不暴露于空气，以及（3）导航表面以定位具有不同厚度的剥离的vdW 2D薄片。我们成功地证明了空气敏感的Fe $_3$ GeTe $_2$的清洁表面可以有效地防止在转移过程中不必要的氧化。此外，我们的方法提供了一种简单但有用的方法来访问一个特定的微小堆叠的分层材料，而无需任何非原位制造过程的STM导航。我们的实验改进将开辟一个新的途径，通过表面敏感技术，包括STM研究空气敏感的层状VDW材料与不同的厚度。
2022-12-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Anomalous Lattice Vibrations of Single and Few-Layer MoS2
在SiO2/Si衬底上剥离了单层和少层厚度的二硫化钼（MoS 2），并用拉曼光谱对其进行了表征。样品的S-Mo-S层的数量由接触式原子力显微镜独立地确定。两个拉曼模式，E12 g和A1 g，表现出敏感的厚度依赖性，前者的频率降低，后者的增加，厚度。为原子级精度的膜厚测量提供了一种方便可靠的手段。相反方向的频率偏移，这不能解释仅仅由范德华层间耦合，是由于库仑相互作用和可能的堆叠引起的变化的层内键合。这项工作阐明了层状材料的结构参数的演变，从3维到2维政权的变化。
2010-05-14 cond-mat.mtrl-sci
Intertwined atomic-nanoscale-microscale structures via intralayer anisotropic Fe-chains in the layered ferromagnet FePd2Te2
Key Laboratory of Quantum State Construction and Manipulation (Ministry of Education), School of Physics, Renmin University of China（量子态构建与调控教育部重点实验室，物理学院，中国人民大学）；Beijing Key Laboratory of Optoelectronic Functional Materials & Micro-nano Devices, School of Physics, Renmin University of China（光电功能材料与微纳器件北京市重点实验室，物理学院，中国人民大学）；Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（凝聚态物理北京实验室，中国科学院物理研究所）；Institute of Quantum Materials and Physics, Henan Academy of Sciences（量子物质与物理研究所，河南省科学院）
通过层内各向异性Fe链在FePd2Te2中实现原子-纳米-介观结构的交织，揭示了孪生域效应及Pd原子对结构对齐的关键作用。
2026-01-09 cond-mat.mtrl-sci
