Opening and reversible control of a wide energy gap in uniform monolayer graphene
对于用于半导体应用的石墨烯，必须在狄拉克能量下打开至少0.5eV的宽能隙而不引入原子缺陷。然而，这种宽的能隙还没有在石墨烯中实现，除了在具有不可避免的边缘缺陷的窄的、化学终止的石墨烯纳米结构的情况下。在这里，我们证明了0.74 eV的宽能隙，其大于锗的能隙，可以在均匀的单层石墨烯中打开，而不向石墨烯中引入原子缺陷。通过自组装扭曲钠纳米带的吸附，打开了较宽的能隙。此外，能隙通过钠和氧的交替吸附是可逆可控的。以最小的迁移率退化打开这样宽的能隙可以提高石墨烯在半导体器件中的适用性，这将导致石墨烯技术的重大进步。
2014-06-12 cond-mat.mes-hall
Optical Response of Monolayer CdTe/CdS Quantum Dots to X-rays and Gamma-rays
我们研究了X射线和γ射线照射对固定在多孔二氧化硅（PSiO 2）支架上的亚单层CdTe/CdS量子点（QDs）的物理性质的影响。高度发光的QD-PSiO 2薄膜允许通过连续波和时间分辨光致发光光谱直接监测QD的光学性质。PSiO 2基质本身并不改变量子点的性质。在空气中的QD-PSiO 2薄膜的X射线照射导致QD发射强度的指数下降，峰值发射能量的指数蓝移，以及随着曝光剂量从2.2 Mrad（SiO2）增加到6.6 Mrad（SiO2）而显著更快的激子衰减速率。在氮环境中以700 krad（SiO2）的总曝光剂量对QD-PSiO 2薄膜进行伽马射线照射导致超过80%的QD光暗化，但由于缺乏光氧化效应而没有峰值发射能量的同时蓝移。通过使用表面再钝化溶液，分别在X射线和γ射线照射的样品上证明了照射诱导的光暗化的近完全和部分逆转，这表明在不同的照射能量下有不同的贡献机制负责光暗化。这项工作有助于提高基于QD的异构设备的可靠性和鲁棒性，这些设备暴露于高风险，高能量的环境中，还可能开发基于QD的大面积，低成本，可重复使用和灵活的光学剂量计。
2015-08-21 cond-mat.mes-hall
First-principles theory of proximity spin-orbit torque on a two-dimensional magnet: Current-driven antiferromagnet-to-ferromagnet reversible transition in bilayer CrI$_3$
最近发现的二维（2D）磁绝缘体CrI $_3$是一个有趣的情况下，基础研究和自旋电子学的应用，因为它是一个铁磁体的散装，但在双层形式的反铁磁体，其磁秩序服从外部操纵。使用第一性原理量子输运方法，我们预测，注入非极化的电荷电流平行于界面的双层-CrI $_3$ /单层-TaSe $_2$范德华异质结构将诱导自旋轨道力矩（SOT），从而驱动磁化强度的第一单层的CrI $_3$与TaSe $_2$直接接触。通过结合计算复杂的角度依赖性的SOT与经典的磁化动力学的Landau-Lifshitz-Gilbert方程，我们证明了电流脉冲可以切换的磁化方向上的第一单层，成为平行的第二单层，从而转换CrI $_3$从反铁磁体铁磁体，而不需要任何外部磁场。我们解释了这种可逆的电流驱动的非平衡相变的机制表明，第一单层的CrI $_3$进行电流由于金属过渡金属二硫属化物TaSe $_2$注入的倏逝波函数，同时获得强的自旋轨道耦合（SOC）通过这样的邻近效应，而第二单层的CrI $_3$保持绝缘。可以通过使垂直读取电流通过VdW异质结构来检测该转变，所述VdW异质结构由双层六方氮化硼封装并且夹在石墨电极之间，在那里我们发现$\simeq 240$ %的隧穿磁阻。
2019-10-24 cond-mat.mes-hall
Reversible Excitonic Charge State Conversion and High Quasiparticle Densities in PVA-doped Monolayer WS$_2$ on 2D Microsphere Array
Indian Institute of Technology Jodhpur（印度焦浦尔理工学院）
通过PVA掺杂和应变增强，实现二维WS₂中高准粒子密度和可逆激子电荷态转换，为光学存储和量子光技术提供新途径。
2025-12-29 cond-mat.mes-hall
Effect of annealing on Raman scattering spectra of monolayer graphene samples gradually disordered by ion irradiation
分别测量了不同剂量的C $^{+}$和C $^{+}$离子辐照的两个系列单层石墨烯样品在高真空和95\%Ar+5\%H $_{2}$中退火后的拉曼散射光谱。结果发现，这些方法的退火有显着不同的影响RS线。在低于500 $^{\circ}$ C的真空中退火导致与缺陷相关联的D线和与完整晶格结构相关联的2D线两者的显著降低，这可以通过退火诱导的增强掺杂来解释。进一步在真空中退火至1000 $^{\circ}$ C导致2D线的显著增加以及D线的连续减小，这给出了部分去除缺陷和恢复受损晶格的证据。在这种意义上，在合成气体中退火的效果较差。退火后观察到所有谱线的蓝移。结果表明，低于500 $^{\circ}$ C，无意掺杂是移位的主要机制，而在较高的退火温度下，由于石墨烯和SiO $_{2}$衬底的热膨胀系数的失配，晶格应变占主导地位。应力和掺杂在样品中的不均匀分布导致RS线的振幅和峰位的相关变化。
2016-12-19 cond-mat.mes-hall
Microsecond Valley Lifetime of Defect-Bound Excitons in Monolayer WSe$_2$
在原子薄的二维半导体中，如过渡金属二硫属化物（TMD），控制缺陷的密度和类型有望成为工程轻物质相互作用的有效方法。我们表明，电子束照射是一个简单的工具，用于选择性地引入缺陷束缚激子状态与硫属元素空位在TMD。我们的第一性原理计算和单层WSe 2的时间分辨光谱测量表明，这些缺陷束缚激子表现出特殊的光学性质，包括复合寿命接近200 ns和谷寿命长于1 $μ$ s。通过电子辐照设计晶格的能力为定制用于光子学、量子光学和谷电子学应用的TMD的光学响应提供了新的方法。
2018-07-10 cond-mat.mes-hall
High-energy electron-beam induced defect engineering of monolayer MoS2 for tunable optical properties
本文采用 1 MeV 电子束在单层 MoS2 中可控引入缺陷，结合光谱、显微表征与 DFT 阐明缺陷发射机制，实现光学与掺杂性质调控。
2025-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Kinetics of Vacancy-Assisted Reversible Phase Transition in Monolayer MoTe$_2$
结合机器学习势与平均场动力学理论，揭示了单层MoTe$_2$中空位辅助的2H与1T$^\prime$相可逆相变机制，发现其正向成核依赖空位扩散，而逆向相变为快速无扩散过程。
2025-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dynamic strain in gold nanoparticle supported graphene induced by focused laser irradiation
贵金属纳米结构上的石墨烯构成了一种有吸引力的纳米复合材料，在传感器或能量转换方面具有潜在的应用。在这项工作中，我们研究了混合石墨烯/金纳米粒子结构的拉曼光谱和扫描探针方法的性能。采用聚焦激光对金薄膜进行局部退火，制备了纳米颗粒。该方法产生图案化的表面，在任意选择的微尺度区域形成NP。将通过化学气相沉积生长的石墨烯转移到制备的紧密间隔的金纳米颗粒上。虽然我们发现连续的较高强度（6 mW）激光照射逐渐增加了SiO2支撑的石墨烯中的掺杂和缺陷浓度，但是相同的照射程序在由金纳米颗粒支撑的石墨烯中没有引起这种不可逆效应。此外，激光照射在Au NPs上的石墨烯中引起动态流体静力学应变，这被证明是完全可逆的。这些结果可以在石墨烯/等离子体纳米粒子为基础的高温传感器在动态制度的发展具有影响。
2018-06-12 cond-mat.mes-hall
Optical induced Spin Current in Monolayer NbSe$_2$
单层NbSe 2是金属二维（2D）过渡金属二硫属化物材料。由于NbSe 2的晶格结构和强的原子自旋轨道耦合（SOC）场，单层NbSe 2具有Ising型的SOC，作为有效的塞曼场，导致非常规的拓扑自旋性质。本文采用基于有效紧束缚模型的Kubo公式，计算了NbSe_2单层膜的自旋相关的光电导，该模型包括Nb原子的$d_{z^2}$、$d_{x^2-y^2}$和$d_{xy}$轨道。数值计算表明，由于单层NbSe_2的拓扑性质，上下自旋与霍尔电流符号相反，因此在光照射下单层NbSe_2中可以产生纯自旋霍尔电流，有限自旋Berry曲率还评估了自旋霍尔角。光诱导自旋霍尔电流可以通过电子掺杂来增强，并且即使在室温下也持续存在。我们的研究结果将有助于设计光学自旋电子学器件，如自旋电流收集的光照射的基础上的二维材料。
2021-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Engineering deterministic, tunable, and reversible folds in graphene with the use of ultrafast laser micro-patterned stretchable polymer substrate
本研究利用超快激光在可拉伸聚合物基底上制造微腔，实现石墨烯单层折叠的确定性、可调谐且可逆控制，为应变敏感器件开发奠定基础。
2025-06-23 cond-mat.mes-hall
Electron-irradiation effects on monolayer MoS2 at elevated temperatures
本研究探究了高温下单层MoS₂的电子辐照效应，发现150℃以下缺陷产生概率随温度升高而增加，更高温度下观测截面下降是热扩散掩盖损伤所致，并估算出硫空位迁移能垒为0.26±0.13 eV，推进了对MoS₂电子束损伤的理解。
2025-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Selective surface modification and layer thinning of MoS2 via ultraviolet light irradiation in ionic solution
过渡金属二硫属化合物（TMD）（例如MoS 2）的电气和光电特性高度依赖于载流子掺杂和层厚度。选择性地控制这两个关键特性的能力对于开发基于TMD的多功能设备应用非常重要，这仍然具有挑战性。在这里，我们报告了一种策略，通过紫外线（UV）光照射在银离子溶液环境中的可控的表面改性和层变薄的二硫化钼。结果表明，通过调节紫外光照射时间，可以在单层MoS 2上均匀沉积纳米结构的Ag纳米薄膜（~2.9 nm），并产生可控的p型掺杂效应，同时可以将MoS 2从少层到块状晶体的厚度减薄到原子单层极限。银纳米结构的沉积和层减薄过程已被证明是从MoS 2的边缘开始的，并且与边缘类型无关，从而揭示了独特的UV光辅助缺陷诱导的表面改性和层减薄机制。总的来说，这项研究提供了一种新的方法，选择性控制掺杂和层厚度的TMD，铺平了道路，开发新型的二维纳米电子学和集成光电子学。
2023-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Band Gap Engineering with Ultralarge Biaxial Strains in Suspended Monolayer MoS2
我们证明了连续和可逆的调谐的光学带隙的悬浮单层二硫化钼膜高达500毫电子伏，通过施加非常大的双轴应变。通过使用化学气相沉积（CVD）来生长高度不透气的晶体，我们能够在悬浮的膜上施加压力差来诱导双轴应变。我们观察到的光致发光（PL）光谱中的峰的能量和强度上的应变的效果，并找到一个线性调谐率的光学带隙的99 meV/%。然后用这种方法研究了双层和三层器件在应变下的PL谱，并找到了单层MoS 2中两个拉曼模式的位移速率和Grüneisen参数。最后，我们使用这个结果表明，我们可以施加双轴应变高达5.6%的微米尺寸的区域，并报告证据的应变调谐更高级别的光学跃迁。
2016-08-15 cond-mat.mes-hall
Strain-Induced Half-Metallicity and Giant Wiedemann-Franz Violation in Monolayer NiI$_2$
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
Substrate influence on transition metal dichalcogenide monolayer exciton absorption linewidth broadening
基于所使用的基底，过渡金属硫代硫化物（TMD）单层的激子态受到其外部介电环境的严重影响。在这项工作中，各种宽带隙介质材料，即六方氮化硼，（\textit{h} -BN）和非晶氮化硅（Si $_3$ N $_4$），采用电子能量损失谱（EELS）研究了不同结构的WS $_2$单分子膜作为支撑或包封材料时，导致TMD中激子吸收线不均匀展宽的因素。在扫描透射电子显微镜（STEM）中。此外，单层粗糙度在每个配置中确定从倾斜系列的电子衍射图案通过评估与模拟比较的衍射斑点的加宽。从我们的实验中，发挥作用的线宽加宽的主要因素，可以按重要性增加的顺序进行分类：单层粗糙度，表面清洁度，和衬底诱导的电荷捕获。此外，由于高能电子被用作探针，电子束引起的损伤裸TMD单层也被发现是负责不可逆的线宽增加。\textit{h} -BN不仅能使TMD单层膜表面洁净，电荷无序最小，而且能保护TMD免受辐照损伤。这项工作提供了一个更好的理解的机制，其中\textit{h} -BN仍然是，迄今为止，最兼容的材料的二维材料封装，促进实现其全部潜力的固有材料性能。
2022-02-09 cond-mat.mes-hall
Atomic Engineering of Triangular Nanopores in Monolayer hBN: A Decoupled Seeding and Growth Approach
本研究针对二维纳米孔难以兼顾高精度与高产量的制备难题，提出解耦成核与生长法，可在单层hBN上可控制备尺寸均匀的三角形纳米孔，还提供热退火生长路线以适配大面积制备，助力下一代膜器件发展。
2024-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Experimental formation of monolayer group-IV monochalcogenides
单层IV族单硫族化合物（MX，M = Ge，Sn，Pb; X = S，Se，Te）是一类新型的二维（2D）材料，其原子结构与黑磷的交错晶格结构密切相关。大多数单层MX材料的结构表现出破缺的反转对称性，并且它们中的许多表现出具有可逆的面内电极化的强度的铁电性。非中心对称结构的另一个结果是，当与强自旋-轨道耦合耦合时，许多MX材料在非线性光学、光电子学、自旋电子学和谷电子学中具有未来的应用前景。然而，由于相对较大的剥离能量，单层MX材料的产生并不容易，这阻碍了这些材料融入快速发展的2D材料异质结构领域。在这方面，我们回顾了最近的发展，在实验路线，以创建单层MX，包括分子束外延和两步蚀刻方法。本文还讨论了其它制备单分子层MX的方法，如液相剥离法和液相合成法。这些不同的方法之间的定量比较。
2020-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exciton switching and tunable exciton-phonon coupling in Oxygen doped ZnO nanorods
National Institute of Science Education and Research (NISER)（国家科学教育与研究所（NISER））；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国家研究所）
通过氧离子辐照调控ZnO纳米棒缺陷，实现可逆激子开关及激子-声子耦合的调谐，为缺陷可编程纳米光子器件提供新途径。
2026-10-08 cond-mat.mes-hall
Strain-controlled thermoelectric properties of phosphorene hetero-bilayers
本研究利用部分二维单层材料的可逆半导体-金属转变特性，提出堆叠磷烯与一硫化碳的异质双层结构，通过第一性原理计算证实单轴应变可调控两层的导电/导热角色，为新型器件设计提供新思路。
2021-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically tunable and reversible magnetoelectric coupling in strained bilayer graphene
具有破缺反转对称性的六边形二维系统中的谷携带内禀轨道磁矩。尽管如此，这样的系统拥有零净磁化，除非额外的对称性被打破，因为来自两个谷的贡献抵消。通过施加单轴应变以打破晶格的旋转对称性和施加面内电场以打破由于所产生的电流的时间反转对称性，可以诱导非零净磁化。这产生了磁电效应，其强度由磁电敏感性表征，其描述了每单位施加的面内电场的感应磁化。在这里，我们预测Bernal堆叠的双层石墨烯的磁电磁化率的强度作为应变的大小和方向，化学势和层间电场的函数。我们估计，轨道磁化~5400 $μ_{\text{B}}/μ\text{m}^2$可以实现1%的单轴应变和10 $μ\text{A}$偏置电流，这是几乎三个数量级大于以前探测的应变单层MOS $_2$。我们还确定制度，其中的磁电磁化率不仅开关后的层间电场反转的迹象，但也响应于载流子密度的微小变化。利用这种可逆性，我们进一步表明，它是实验上可行的探测效果，使用扫描磁强计。
2021-03-06 cond-mat.mes-hall
Prediction of ferroelectric superconductors with reversible superconducting diode effect
非中心对称超导体可以具有超导二极管效应，其中当时间反演对称性也被破坏时，在相反方向上的临界电流是不同的。我们从理论上提出铁电性和超导性共存的铁电超导体可以支持铁电可逆超导二极管效应。通过第一性原理计算，我们预测单层CuNb $_2$ Se $_4$（即，双层NbSe $_2$插入Cu）是这样的铁电超导体，其中铁电性控制层极化以及自旋-轨道耦合引起的自旋分裂的符号。由于临界电流的非互易效应与自旋分裂成正比，因此在铁电性电开关时，超导二极管效应是可逆的。当我们使用CuNb $_2$ Se $_4$作为模型体系时，预测的效应可以出现在一类层间滑动诱导铁电性的二维超导双层膜中。我们的工作为研究二维材料中超导性和铁电性之间的相互作用打开了大门。
2022-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Topological transport in monolayer jacutingaite
本文研究了单层jacutingaite在圆偏振激光场和交错子晶格势下的丰富拓扑相，计算了Berry曲率与电导率，发现通过调节电场、光场和化学势可控制拓扑相变与光学跃迁。
2024-12-22 cond-mat.mes-hall
The magnetic, electronic, and light-induced topological properties in two-dimensional hexagonal FeX2 (X = Cl, Br, I) monolayers
拓扑材料是研究物质拓扑相和拓扑相变的沃土。特别是，在2D材料中寻找新的拓扑相正吸引着越来越多的关注。本文利用Floquet-Bloch理论，在圆偏振光照射下，在二维六角FeX_2（X=Cl，Br，I）单层膜中实现了手性拓扑相.这样的2D FeX 2单层被预测为动态稳定的，并表现出铁磁和半导体性能。为了捕捉周期驱动下磁性半导体的完整拓扑物理，我们采用从头算Wannier为基础的紧束缚方法的Floquet-Bloch带，与光诱导的带隙关闭和开放被获得随着光场强度的增加。对开边界平板的计算表明了手征边缘态的存在。有趣的是，通过调节光的振幅，我们得到了手征边缘态分支从0变到1和从1变到2的拓扑跃迁，表明在本Floquet-Bloch系统中可以诱导出高Chern数的拓扑Floquet相.
2020-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Laser-beam patterned topological insulating states on thin semiconducting MoS2
识别新材料中的二维拓扑绝缘态及其控制是开发具有低功耗的压控自旋电子器件的关键方面。二维过渡金属二硫属化物（TMDCs）作为一类新型的二维TI材料最近被预测和实验报道，但在大多数情况下，边缘导电似乎是脆弱的，并且仅限于在特定衬底上制造的单层相。在这里，我们实现了控制图案化的1 T '相嵌入到2 H相的薄半导体二硫化铼（二硫化钼）通过激光束照射。电阻量子的三分之一，对激光照射条件，磁场和温度的依赖性，以及通过扫描隧道光谱和理论计算的体隙观察表明，在我们的图案化的1 T '相的量子自旋霍尔相的存在。
2019-09-03 cond-mat.mes-hall
Interacting polariton fluids in a monolayer of tungsten disulfide
原子薄的过渡金属二硫属化物（TMD）具有许多性能，使它们有吸引力的实现室温极化激元器件。在单层TMD中操纵极化激元流体的理想平台是布洛赫表面波，布洛赫表面波将电场限制在介质镜表面附近的小体积内。在这里，我们证明了单层二硫化钨（$\text{WS}_2$）可以维持布洛赫表面波极化激元（BSWPs）的拉比分裂为43 meV和传播常数达到33 $μ$ m。此外，我们的证据强烈的极化激元极化激元非线性内BSWPs，表现为一个可逆的蓝移的较低的极化激元共振高达12.9 $\pm$ 0.5毫电子伏。这种非线性是极化激元器件的核心，尚未在TMD极化激元中得到证实。作为一个概念的证明，我们使用的非线性实现非线性极化激元源。我们的研究结果表明，使用TMD的BSWPs可以支持长距离传播与强非线性相结合，使集成光学处理和极化激元电路的潜在应用。
2018-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Coherent electron dynamics in monolayer $\text{MoS}_2$ under ultrashort optical pulse
对超短光脉冲辐照下单层$\text{MoS}_2$中的类Dirac准粒子动力学进行了理论研究。特别是，我们仍然与质量不对称$α$和拓扑方面$β$参数导致Schr $\stackrel{..}{\text{o}}$ dinger型波矢量的载流子ML-MDS的具体功能。直接带隙、自旋分辨的价带分裂和强自旋轨道耦合引起的谷简并破缺影响狄拉克费米子的超快动力学。由于光脉冲的持续时间小于电子的散射时间$\sim 10-100\ fs$，因此光脉冲中的电子在电场中的动力学行为是相干的，从而可以用含时的Schr $\stackrel{..}{\text{o}}$ dinger方程来描述电子与强电磁场的耦合.在施加脉冲期间，通过强脉冲电场（$0.2-2.5 \ V/\textÅ$）的导带和价带耦合导致出现偶极矩。我们发现，偶极子是复杂的，源于带隙的存在。我们证明了偶极矩绝对值在狄拉克点上的非对称奇点。我们求解由此产生的耦合演化方程的价带和导带的膨胀系数，得到的几率之间的价带和导带的布居跃迁。不可逆电子动力学是二维Dirac物质与超短脉冲相互作用的一个重要特征，它强烈地依赖于$\text{MoS}_2$的电子结构。此外，我们提出的导带布居分布与非对称展览在每对狄拉克点（$K$和$K'$），当脉冲结束。这导致谷极化效应。
2019-12-10 cond-mat.mes-hall
Phase engineering of MoS$_2$ monolayers: A pathway to enhanced lithium-polysulfide battery performance
通过MoS₂相工程优化Li-S电池性能，提升能量密度和循环稳定性
2025-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tuning of Interlayer Coupling in Large-Area Graphene/WSe2 van der Waals Heterostructure via Ion Irradiation: Optical Evidences and Photonic Applications
范德华异质结由于其独特的性质和在许多领域的应用潜力而受到人们的广泛关注。vdW异质结构中的载流子的流动可以通过相邻层之间的层间耦合来有效地整流，从而提供丰富的功能集合和用于设计原子级薄器件的机制。然而，大面积异质结构中的非均匀接触降低了器件效率。在这项工作中，离子辐照已被验证为一种有效的技术，以提高接触和层间耦合在新开发的石墨烯/WSe 2异质结构与大面积的10 mm × 10 mm。在离子辐照过程中，单层石墨烯的形态已被修改，促进与WSe 2的接触。光致发光和超快吸收的研究显示了可调层间电子转移的实验证据。此外，我们还发现，在石墨烯/WSe 2异质结构中，石墨烯作为光激发载流子在WSe 2中弛豫的快速通道，并且WSe 2的非线性吸收可以通过石墨烯中的载流子转移过程有效地调谐，使得异质结构与分离的石墨烯或WSe 2相比具有特定的光学吸收。在此基础上，利用离子束修饰的石墨烯/WSe 2异质结作为可饱和吸收体，在Nd：YAG波导腔中实现了优化性能的调Q脉冲激光输出。这项工作铺平了道路，通过使用离子束辐照大面积异质结的基础上开发新的设备。
2017-03-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Combined electronic excitation and knock-on damage in monolayer MoS2
该研究通过测量55–90 keV电子束下MoS2中硫原子的位移截面，揭示了电子辐照损伤由弹性撞击与非弹性激发联合作用，并量化了不同能量下的主导机制及激发寿命。
2023-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic persistent spin helix in two-dimensional group-IV monochalcogenide MX (M : Sn, Ge; X: S, Se, Te) monolayer
节能自旋电子学被认为是可实现的系统托管持久自旋螺旋（PSH），因为它们支持一个非常长的自旋寿命的载流子。然而，实现PSH需要在动量空间中的单向自旋配置，由于微调Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合的严格条件，这实际上是不平凡的。在这里，我们预测PSH可以内在地实现在二维（2D）IV族单硫族化合物MX单层，一类新的非中心对称的2D材料具有面内铁电性。由于MX单层中的C2 v点群对称性，在面外方向上保持单向自旋配置，从而在[110]取向的量子阱中保持类似于[110] Dresselhaus模型的PSH。我们对不同MX（M：Sn，Ge; X：S，Se，Te）单分子膜的第一性原理计算证实，在价带最大值附近观察到了这种典型的自旋组态，在那里实现了相当大的自旋分裂和相当小的自旋极化波长。重要的是，我们观察到相反的面内铁电极化下的可逆的面外自旋取向，表明电可控PSH自旋电子应用是合理的。
2019-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Field-tunable spin-valley transport in monolayer MoS$_2$
Chouaïb Doukkali University（舒艾卜杜卡利大学）；Universidad de La Serena（拉塞雷纳大学）；Universidad de Tarapacá（塔拉帕卡大学）
该研究通过单个静电屏障和均匀非共振椭圆极化辐射，探讨了单层MoS₂中电场调控的自旋-谷传输，通过高频率Floquet展开得到包含激光重整化质量（能隙）项的有效静态模型，并推导出传输的精确解析表达式，展示了驱动如何调节屏障内的自旋-谷依赖传播阈值和法布里-珀罗相位，实现可控的通带/止带，通过调节激光强度和偏振形状，展示了同一结可切换为宽带谷过滤和共振选择性操作，谷对比度在Landauer电导中仍可见。
2026-05-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Imaging the Quantum Capacitance of Strained MoS2 Monolayers by Electrostatic Force Microscopy
本文利用射频辅助静电力显微镜在300 MHz下区分并同时成像双轴应变MoS2单层气泡的本征量子电容与缺陷电容贡献，提出了一种非侵入式纳米级电容成像方法，可用于研究量子材料中难以测量的时空依赖现象。
2024-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically Tunable Low Density Superconductivity in a Monolayer Topological Insulator
在物质的超导态和绝缘态之间进行电切换的能力代表了相关电子系统的最先进工程中的一种新范式。一个令人兴奋的可能性是在拓扑非平凡绝缘体中开启超导性，这为寻找非阿贝尔拓扑态提供了一条途径。然而，现有的超导体-绝缘体开关的演示只涉及拓扑上微不足道的系统，甚至那些是罕见的，由于严格的要求，以调整载流子密度在很宽的范围内。在这里，我们报告可逆的，在原位静电开关超导最近建立的量子自旋霍尔绝缘体，即单层钨二碲化（WTe 2）。制造成范德瓦尔斯场效应晶体管，单层的基态可以连续地从拓扑绝缘到超导状态进行栅极调谐，临界温度Tc高达~ 1开尔文。据估计，超导开始的临界密度约为5 x 10^12 cm^-2，是二维（2D）超导体中最低的密度之一。我们的研究结果建立单层WTe 2作为工程新型超导纳米器件和拓扑相的物质的材料平台。
2018-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A large spin-splitting altermagnet designed from the hydroxylated MBene monolayer
通过羟基旋转策略，在MBene单层中设计出具有大自旋分裂的反磁体，展现出节点线半金属特性及高自旋极化导电性。
2025-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant persistent photoconductivity in monolayer MoS2 field-effect transistors
过渡金属二硫属化合物（TMD）单层膜在电子学和光子学领域有着广泛的应用前景。基于TMD的器件暴露于光产生光载流子，导致增强的导电性，其可以有效地用于，例如，在光电探测器中。如果光增强的电导率在去除照射后仍然存在，则该效应被称为持续光电导性（PPC）。在这里，我们表明，紫外线（波长= 365 nm）曝光诱导一个非常长的寿命的巨型PPC（GPPC）在单层二硫化钼（ML-MoS2）场效应晶体管（FET）的时间常数为30天。此外，这种效应导致电导率的大幅增强，高达107倍。在以往的研究中，PPC的起源是由于外在的原因，如在基板或吸附的陷阱电荷，我们明确表明，GPPC主要是由ML-MoS2的固有特性，如晶格缺陷，诱导大量的局域态的禁带中。这一发现是支持一个详细的实验和理论研究的电传输在TMD的FET，以及通过表征ML-MoS2与扫描隧道光谱，高分辨率透射电子显微镜，和光致发光测量。所获得的结果提供了一个基于缺陷的工程的电子和光学性能的TMD器件应用的基础。
2020-12-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coexistence of ferroelectricity and superconductivity in a two-dimensional monolayer
本文提出通过空穴掺杂具有反键最高价带的铁电绝缘体实现铁电与超导共存，并以二维SnS单层为例，在0.30空穴/原胞掺杂下获得增强极化和约7 K超导转变温度。
2024-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Hybrid tip-enhanced nano-spectroscopy and -imaging of monolayer WSe2 with local strain control
许多种类的二维（2D）材料已经成为新型电子和光学器件的潜在平台。然而，物理性能的强烈影响的纳米异质性的形式的边缘，晶界，和成核位点。利用尖端增强拉曼散射（TERS）和光致发光（TEPL）纳米光谱和成像，我们研究了相关的物理气相沉积（PVD）生长的单层WSe 2的激子性质的影响。在<15 nm的空间分辨率下，我们解决了PL光谱强度的非局部纳米级相关性，并与预期的激子扩散长度相关的晶体边缘和内部孪晶界的位移。通过主动原子力尖相互作用，我们可以控制纳米尺度上的晶体应变，并以可逆（高达24 meV的位移）和不可逆（高达48 meV的位移）的方式调整局部带隙。这使我们能够区分应变的影响，从占主导地位的影响，在不同的结构异质性的PL修改的缺陷。因此，混合纳米光学和纳米机械成像和光谱学使得能够系统地研究层状2D材料中的结构和机械自由度与纳米级电子和光学性质的耦合。
2016-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Sensitive electronic correlation effects on electronic properties in ferrovalley material Janus FeClF monolayer
在某些具有特殊结构和定域轨道分布的材料中，电子关联对电子结构可能有重要的影响。本文以Janus单层FeClF为例，采用广义梯度近似+$U$（GGA+ $U$）方法研究了关联效应对其电子结构的影响.对于垂直磁各向异性（PMA），增强的电子关联效应可以诱导铁谷（FV）到半谷金属（HVM）到量子反常霍尔（QAH）到HVM到FV的跃迁。对于QAH态，有一个单位的Chern数和一个连接导带和价带的手征边缘态。HVM态位于QAH相的边界，其载流子本质上是100\%谷极化的。在面内磁各向异性的情况下，没有观察到特殊的QAH态和显著的谷极化。然而，对于面外和面内磁各向异性，随着$U$的增加，可以观察到符号可逆的Berry曲率。发现这些现象与$d_{xy}$ / $d_{x^2-y^2}$和$d_{z^2}$轨道分布的变化以及不同的磁晶方向有关。磁各向异性能（MAE）和居里温度与$U$密切相关。利用PMA，取典型的$U=$ 2.5 eV，可以观察到具有109 meV的谷分裂的电子谷极化，其可以通过反转磁化方向来切换。由于与FeClF单分子层具有相同的Fe主导低能态和电子关联，因此该分析和结果可以很容易地推广到FeXY单分子层的其他9个成员（X/Y=F，Cl，Br和I）。
2021-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Floquet-driven tunneling control in monolayer MoS$_2$
Chouaïb Doukkali University（舒艾布·杜卡利大学）；Université de Lorraine（洛林大学）；Universidad de La Serena（拉塞雷纳大学）；Universidad de Tarapacá（塔拉帕卡大学）
研究通过Floquet近似控制单层二硫化钼中光辅助量子输运，揭示传输概率振荡特性及激光调控对传输带的影响。
2026-01-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Probing defects and spin-phonon coupling in CrSBr via resonant Raman scattering
了解二维磁体的稳定性限制和缺陷形成机制对于它们在自旋电子学和存储技术中的应用至关重要。在这里，我们将缺陷与它们的结构，振动和磁性的单层到多层CrSBr。我们使用共振拉曼散射来揭示不同的振动缺陷签名。在原始的CrSBr，我们表明，溴原子介导的振动层间耦合，允许区分表面和体缺陷模式。我们发现，环境暴露导致急剧退化的单分子膜，与层内缺陷的形成。通过有目的的离子辐照，我们调整了缺陷模的形成，我们发现这些缺陷模是强极化的和共振增强的，反映了CrSBr的准一维电子特性。引人注目的是，我们观察到明显的签名的自旋-声子耦合的固有声子模式和离子束诱导的缺陷模式在整个磁转变温度。总体而言，我们表明，CrSBr显示空气稳定性高于单层阈值，并提供进一步的洞察准一维物理存在。此外，我们证明了磁性能的缺陷工程，并表明共振拉曼光谱可以作为一个直接的指纹的磁相和CrSBr中的缺陷。
2022-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
