Interlayer hybridization and moiré superlattice minibands for electrons and excitons in heterobilayers of transition-metal dichalcogenides
几何莫尔图案，一般用于具有相似晶格结构但晶格常数略有不同的二维（2D）晶体的几乎对齐的双层，导致电子态的区带折叠和迷你带形成。在这里，我们表明，在$\mathrm{MoSe}_2/\mathrm{WS}_2$和$\mathrm{MoTe}_2/\mathrm{MoSe}_2$异质双层的带边缘的功能对齐的莫尔超晶格（mSL）效应增强共振层间杂化，并预期在扭曲的均匀双层的TMD，包括狭窄的迷你带接近实际的带边缘的例子类似的功能。这种杂化决定了过渡金属二硫属化物（TMD）异质结构中层间激子的光学活性，以及激子光谱中的能量位移。我们发现，共振杂化激子（hX）的能量应显示一个尖锐的调制作为层间扭曲角的函数，伴随着umklapp电子-光子相互作用与mSL所造成的额外的光谱特征。我们分析了共振增强的mSL功能的外观在吸收和发射光的层间激子杂化层内A和B激子在$\mathrm{MoSe}_2/\mathrm{WS}_2$，$\mathrm{MoTe}_2/\mathrm{MoSe}_2$，$\mathrm{MoSe}_2/\mathrm{MoS}_2$，$\mathrm{WS}_2/\mathrm{MoS}_2$，和$\mathrm{WSe}_2/\mathrm{MoSe}_2$。
2019-03-28 cond-mat.mes-hall
Fine structure of the cyclotron resonance in heterobilayers of proximitized graphene and transition metal dichalcogenides
Ioffe Institute（约费研究所）；Department of Physics, University at Buffalo, State University of New York（纽约州立大学布法罗分校物理系）
本文分析了在量子化磁场下，由近邻自旋相互作用（包括自旋-赝自旋Rashba耦合）诱导的石墨烯/TMD异质双层中回旋共振吸收的精细双峰结构和自旋翻转吸收，揭示了自旋近邻效应对磁光响应的调制。
2026-06-24 cond-mat.mes-hall
Intersubband electric dipole spin resonance in transition metal dichalcogenide heterobilayers
L. D. Landau Institute for Theoretical Physics（列夫·朗道理论物理研究所）；Ioffe Institute（约费研究所）
研究了过渡金属二硫化物异双层中电偶极子自旋共振现象，通过分析对称性发现异双层的降低对称性使电场能够耦合传导带自旋亚带，提出了光学选择规则，并揭示了自旋轨道耦合诱导的布洛赫态混合机制，导致非零动量矩阵元和有效哈密顿量中的自旋依赖项，即拉沙效应，且电偶极子自旋翻转速率远高于磁偶极子自旋翻转速率。
2026-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Berry curvature, spin Hall effect and nonlinear optical response in moiré transition metal dichalcogenide heterobilayers
最近，在AB叠层MoTe $_2$ /WSe $_2$异质结中，实验观察到了拓扑平带和自旋霍尔效应。本文系统地研究了过渡金属二硫属化物（TMD）异质双分子膜中的Berry曲率效应。我们指出，远导带的莫尔势会在价带上产生相当大的周期性赝磁场。该周期性保偏光纤在莫尔布里渊区的每个谷中产生净贝里曲率通量。Berry曲率效应和自旋谷锁定效应的结合可以诱导实验中观察到的自旋霍尔效应。有趣的是，由保偏光纤产生的谷对比Berry曲率分布可以通过移位电流来探测，移位电流是由线性偏振光通过非线性响应引起的DC电流。我们的工作揭示了在波纹TMD异质双分子层中由Berry曲率引起的新的量子现象。
2023-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Imaging lattice reconstruction in homobilayers and heterobilayers of transition metal dichalcogenides
该研究将扫描电子显微镜中的二次电子成像技术用于可视化过渡金属硫族化物垂直双层中的特定堆叠对齐畴，识别了WSe$_2$同质双层和MoSe$_2$-WSe$_2$异质双层的不同晶体实现，并证明了堆叠组装双层中普遍存在的晶格重构，为范德华扭曲电子学提供了新手段。
2023-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Emergent Quantum Valley Hall Insulator from Electron Interactions in Transition-Metal Dichalcogenide Heterobilayers
Academic Centre for Materials and Nanotechnology, AGH University of Krakow（克拉科夫AGH大学材料与纳米技术学术中心）
研究揭示了在摩尔MoTe₂/WSe₂双层中拓扑相的出现，强调自旋轨道耦合和库仑相互作用在两孔每摩尔单元格中的关键作用，发现稳定的量子谷体绝缘体相，并展示长程相互作用可调节层间电子隧道效应，即使在没有相应单粒子跃迁的情况下也能产生拓扑非平凡带。
2026-04-23 cond-mat.mes-hall
Dipolar interlayer excitons in transition metal dichalcogenide alloy heterobilayers
Foundation for Research and Technology-Hellas（希腊研究与技术基金会）；University of Crete（克里特大学）；National Institute for Materials Science（国家材料科学研究所）
本文报道了MoS$_{1.4}$Se$_{0.6}$/MoSe$_2$合金异质双层中偶极层间激子的光致发光特性，展示了其纳米级寿命和可调偶极相互作用，为研究激子多体物理提供了新平台。
2026-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nematic excitonic insulator in transition metal dichalcogenide moiré heterobilayers
本文研究了TMD莫尔异质双层中库仑相互作用对位移场诱导拓扑相变的影响，发现向列激子绝缘体相会先于拓扑相变出现，并通过统一双带模型揭示了其与陈绝缘体相竞争源于s波与p波激子能量次序的切换。
2023-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Angle-dependence of interlayer coupling in twisted transition metal dichalcogenide heterobilayers
通过第一性原理计算，我们发现在扭曲的MoS 2/MoTe 2异质双分子膜中，层间结合随扭曲角的增加而减少，这是由于层间重叠度的增加，这是一个很好地描述层间空间效应的几何量.结合能是扭转角的类高斯函数。与层间滑动障碍物类似的旋转阻力也可以相应地定义。与MoS 2均双层的情况形成鲜明对比，这里的能带隙随着扭转角的增加而减小。我们发现MoTe 2到MoS 2之间存在显著的层间电荷转移，这种电荷转移使带隙增大，但随着层间扭曲和重叠程度的增大，这种电荷转移减弱。我们的发现为范德华异质结构的双电子学研究和能带结构工程提供了坚实的基础。
2020-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charge quenching at defect states in transition metal dichalcogenide-graphene van der Waals heterobilayers
我们研究了WS $_2$ -石墨烯和MoS $_2$ -石墨烯异质双层膜中以单原子硫族元素空位为代表的点状缺陷的动力学性质。采用基于从头算、模型哈密顿量和密度矩阵技术相结合的多学科方法，我们提出了一个最小相互作用模型，该模型允许计算与空位的布居和减少有关的电子跃迁时间。半经典动力学的主方程方法，并讨论杂质准简并态的内部动力学中的虚电荷涨落的潜在作用。详细研究了晶格对称性和自旋自由度之间的相互作用及其对电荷猝灭的影响。
2022-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Continuum model study of optical absorption by hybridized moiré excitons in transition metal dichalcogenide heterobilayers
提出研究过渡金属硫族化物异质双层杂化莫尔激子的连续介质模型，利用变分法求解激子波函数并计算光学吸收谱，模拟结果与实验观测相符。
2023-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tuning electronic properties in transition metal dichalcogenides MX$_2$ (M= Mo/W, X= S/Se) heterobilayers with strain and twist angle
本研究采用 G$_0$W$_0$ 第一性原理与 Bethe-Salpeter 方程，揭示 MX$_2$ 异质双层中组成、应变及 16° 扭转对直接—间接带隙转变和层间激子结合能的调控规律。
2023-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electric Field Tuning of Band Offsets in Transition Metal Dichalcogenides
采用第一性原理计算方法研究了W $X_2$ /Mo $X_2$（$X$ = S，Se）异质双层膜在垂直电场作用下的能带结构演化.我们的特点在何种程度上，在这些化合物中的II型带对齐可以调整或反转静电。我们的结果表明，两个效果的堆叠配置。首先，不同的堆叠产生不同的净偶极矩，导致大于0.1 eV的带偏移变化。第二，基于依赖于堆叠的对称性约束，垂直电场可以使在布里渊区拐角$K$处交叉的W $X_2$和Mo $X_2$带杂交。我们的研究结果表明，外电场可以用来调整过渡金属二硫族化合物异质双分子膜的层内和层间激子的物理。
2016-12-26 cond-mat.mes-hall
One-Dimensional Moiré Excitons in Transition-Metal Dichalcogenide Heterobilayers
从角度和/或晶格失配形成界面莫尔图案已经成为在范德瓦尔斯异质结构中设计一系列量子现象的有力方法。对于过渡金属二硫属化物（TMDC）异质双层膜中的长寿命和谷极化层间激子，最近的实验研究中已经报道了摩尔景观的量子限制特征。这种莫尔限制为定制新的激子系统提供了令人兴奋的可能性，例如零维（0 D）量子发射器的有序阵列及其耦合到拓扑超晶格中。莫尔势的一个显著特性是它对应变的戏剧性响应，其中小的单轴应变可以将量子点状的0 D陷阱阵列调谐成一维（1D）量子线的平行条纹。在这里，我们提出了直接的证据，从真实空间成像和相应的1D莫尔激子的MoSe 2/WSe 2异质双层膜的光致发光（PL）发射的1D莫尔电位。而0 D莫尔激子显示量子发射体样尖锐的PL峰与圆偏振，从一维莫尔激子的PL发射具有线性偏振和两个数量级的强度更高。这里提出的结果建立应变工程作为一个强大的新方法来定制莫尔电位以及他们的光学和电子响应的需求。
2020-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Commensurate structures in twisted transition metal dichalcogenide heterobilayers
研究扭曲过渡金属二硫属化物（TMD）双层的一个主要理论挑战是，这种结构的晶胞非常大，因此难以使用第一原理方法解决。然而，扭曲的TMD双层形成莫尔图案，其由相称堆叠的区域组成，或者平滑地插入彼此中，或者由尖锐的畴壁分离。本文通过研究组分公度结构的性质来研究扭曲TMD双层膜。使用密度泛函理论（DFT），我们计算的能带结构的moS $_2$ /WS $_2$和MoSe $_2$ /WSe $_2$双层在$0^\circ$和$60^\circ$方向，我们强调在能带结构的变化在不同的相称的几何形状。这些能带结构变化由不同的因素引起，例如层之间的金属原子不对称性（Mo与W）、层间杂化的差异和布里渊区对准。我们评论的后果，这种能带结构的差异，光学实验和应变的影响上的莫尔图案的电子结构。
2019-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Emergence of non-uniform strain induced exciton species in homo- and heterobilayer transition metal dichalcogenides
Technische Universität Dresden（德累斯顿工业大学）
研究通过密度泛函理论分析双异层和异层过渡金属二硫化物中的褶皱，发现非均匀应变导致同层WSe₂中形成层间激子和异层WSe₂-MoSe₂中激子局域化，揭示了应变引起自旋角动量变化对暗态激子发光的影响。
2024-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Relaxation-driven flat bands and topology in moiré transition metal dichalcogenide heterobilayers
University of Minnesota（明尼苏达大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Boston College（波士顿学院）
该研究针对摩尔TMD异双层，开发了分解晶格弛豫的连续介质模型，揭示其拓扑由本征弛豫驱动，发现赝磁场可产生陈数±1的能隙，为拓扑材料及相关量子态研究提供新框架。
2026-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological Kondo semimetal and insulator in AB-stacked heterobilayer transition metal dichalcogenides
Flatiron Institute（平顿研究所）；Rutgers University（罗格斯大学）；Stony Brook University（石溪大学）；Columbia University（哥伦比亚大学）
本研究发现AB堆叠MoTe₂/WSe₂异质双层在特定空穴掺杂下可实现拓扑近藤半金属与绝缘体，揭示手性近藤耦合的作用及应变场的调控效应。
2024-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Floquet engineering of topological bands in semiconductor van der Waals heterobilayers
Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学）；Universidad Distrital Francisco José de Caldas（弗朗西斯科·何塞·德卡尔德斯地区大学）；Kennesaw State University（肯尼索州立大学）
该研究利用Floquet形式理论，通过光周期驱动实现了半导体范德华异质双层的拓扑相变，获得高陈数拓扑相，为固态驱动拓扑态研究提供了候选材料。
2026-08-20 cond-mat.mes-hall
Moiré-trapped interlayer trions in a charge-tunable WSe$_2$/MoSe$_2$ heterobilayer
过渡金属二硫属化物异质层为实现具有多个自由度的相互作用玻色子晶格提供了诱人的机会。这样的异质双层可以具有调制其电子能带结构的莫尔图案，导致充当具有$C_3$对称性的量子发射体的单个层间激子（IX）的空间限制。然而，窄的发射线宽的量子发射体的对比与广泛的合奏IX发射观察到名义上相同的异质双层，打开一个争论的起源IX发射。在这里，我们报告的连续演化，从几个被困IX的三重态和单重态自旋配置的IX的系综在门可调$2H$ -MoSe $_2$ /WSe $_2$异质双层。我们观察到的偶极相互作用的签名，在IX系综制度，结合磁光光谱，揭示了窄量子点和广泛的系综发射起源于IX被困在摩尔势与相同的原子注册表。最后，电子掺杂导致形成三个不同种类的本地化的负trions与对比自旋谷配置，其中我们观察到谷间和谷内IX trions与自旋三重态光学跃迁。我们的研究结果确定了MoSe $_2$ /WSe $_2$异质双层中IX发射的起源，并强调了激子-激子相互作用和费米能级控制在这些高度可调量子材料中的重要作用。
2021-08-13 cond-mat.mes-hall
Coulomb effects on topological band inversion in the moiré of WSe$_2$/BAs heterobilayer
具有大禁带宽度的量子自旋霍尔（QSH）绝缘体在自旋电子学中有着广泛的应用前景。在此，我们在单层过渡金属二硫属化物（TMD）和六角BAs的范德华异质双层膜中实现了具有大禁带的电调谐QSH绝缘体。当II型能带排列在电场中反转时，TMD中自旋谷锁定的价带边缘和BAs导带边缘之间的层间跳跃杂化导致堆叠构型依赖的拓扑能带反转。在非相互作用极限下，由于BAs的双自旋简并性，在带隙内留下了一个未杂化的导带，因此异质双层是自旋谷锁定的金属而不是QSH绝缘体。与库仑相互作用占在双层几何结构中，与杂交诱导的电偶极子的相互作用移动这个未杂交的导带向上的能量，引起一个相当大的全球QSH间隙。因此，这种异质双层提供了一个平台，工程电气可调QSH绝缘体具有相当大的带隙。在长周期云纹图案中，库仑相互作用和层间跳跃的竞争导致了QSH绝缘体和激子绝缘体的超结构。
2019-09-03 cond-mat.mes-hall
Light-matter interaction in van der Waals heterostructures
即使单个二维材料具有各种有趣和意想不到的特性，这些层的堆叠也会导致范德华固体，该范德华固体将二维特性与源自层间相互作用的新颖特征结合在一起。在这篇专题综述中，我们涵盖了范德华异质结构的制造和表征，重点是由半导体过渡金属二硫属化物单层制成的异质双层。实验和理论技术来研究这些异质双分子层。最新的研究结果集中在不同的过渡金属dichalcogenides异质结和不同的谷之间可能的光学跃迁，外观的莫尔图案和签名的莫尔激子进行了讨论。对范德华异质双层膜的迷人和快速增长的研究为其作为新兴量子纳米材料的应用提供了有希望的见解。
2020-02-19 cond-mat.mes-hall
Hubbard model physics in transition metal dichalcogenide moiré bands
柔性长周期莫尔超晶格在二维范德瓦尔斯晶体中形成，该晶体包含在晶格常数或取向上略有不同的层。在这封信中，我们从理论上证明了在扭曲的过渡金属二硫属化物异质双层膜中存在由广义三角晶格哈伯德模型描述的孤立的平坦莫尔带。哈伯德模型的跳跃和相互作用强度参数可以通过改变扭转角和三维介电环境来调节。当莫尔带被部分填充时，在某些特定填充因子下的候选多体基态包括自旋液体态、量子反常霍尔绝缘体和手征$d$波超导体。
2018-06-27 cond-mat.mes-hall
Induced spin-orbit coupling in twisted graphene-TMDC heterobilayers: twistronics meets spintronics
我们提出了一个带间隧穿图来解释和预测石墨烯和单层过渡金属二硫属化物（TMDC）异质结构中诱导的自旋轨道耦合的层间扭曲角依赖性。根据TMDC能带结构参数和层间隧穿矩阵元，得到了一个简洁的诱导谷Zeeman和Rashba自旋轨道耦合的解析公式.我们参数化的隧道矩阵元素与几个参数，这在我们的形式主义是独立的层之间的扭曲角。我们估计现有的DFT计算在零扭转角的隧穿参数的值，我们用它们来预测在非零角度诱导的自旋-轨道耦合。假设石墨烯的狄拉克点的能量接近TMDC导带，我们预期在18度的扭转角附近诱导的自旋轨道耦合的急剧增加。
2019-05-21 cond-mat.mes-hall
Topological phases and twisting of graphene on a dichalcogenide monolayer
在过渡金属二硫属化物（TMD）半导体衬底上沉积单层石墨烯已经显示出改变石墨烯中的电子态的动力学，诱导自旋轨道耦合（SOC）和交错势效应。相称的超电池的理论研究已经证明了有趣的相的外观，作为不同的材料和相对的栅极电压被应用。在这里，我们通过实现不需要小周期超原胞的连续模型方法来解决晶格之间的真实不相容性的影响。该方法使我们能够研究可能的相对扭曲的层的作用，并验证SOC转移是强大的扭曲，与观察一致。我们通过研究一个有效的哈密顿量，充分描述了石墨烯-TMD异质结构的性质的不同阶段。我们发现，该系统支持拓扑非平凡的阶段在很宽的参数范围内，这需要的主导地位的内在SOC的交错和Rashba潜力。这一诱人的结果表明，在适当的条件下，可调谐量子自旋霍尔相位的实验实现是可能的。我们估计，迄今为止使用的大多数TMD可能会导致弱的内在SOC，这将不会驱动到拓扑非平凡的阶段的异质结构。可能需要额外的手段来诱导更大的本征SOC，例如应变场或重金属嵌入。
2018-08-20 cond-mat.mes-hall
Phonons in MoSe2/WSe2 van der Waals heterobilayer
我们报告的第一性原理计算的结构和振动特性的合成的二维范德华异质结构形成的单层二硫属元素MoSe 2和WSe 2。我们表明，当结合这些系统在一个周期性的二维异质结构，独立的成分的固有声子特性在很大程度上保存，但此外，表现出剪切和呼吸声子模式，不存在于个别积木。这些特殊的模强烈依赖于弱vdW力，对层状材料的热性质有很大的贡献。除了这些特征外，还发现了异质双分子层的弯曲模与单层母体的弯曲模的偏离。
2021-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Berry curvature contribution towards $ 1s-2p_{\pm} $ interlayer exciton ultrafast transition within a $R-WSe_{2}/MoSe_{2} $ heterobilayer
本文计算了R堆叠WSe₂/MoSe₂异质双层中层间激子光谱，揭示了Berry曲率对2p±态劈裂的影响及其与介电环境和扭转角的关系，并确定了1s-2p±跃迁的极化率。
2024-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charge transfer spin-polarons and ferromagnetism in weakly doped AB-stacked TMD heterobilayers
本研究在重费米子极限下研究弱掺杂异质双层过渡金属硫族化合物，发现载流子相互作用诱导铁磁交换，揭示层解耦相、铁磁体和倾斜反铁磁体间的竞争，并预测可观测的反常霍尔效应及自旋极化子成像特征。
2024-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Current-induced spin-orbit torque on the surface of a transition metal dichalcogenide connected to a two-dimensional ferromagnet CrI$_3$: Effects of twisting and gating
Shahid Chamran University of Ahvaz（阿瓦士沙希德·恰姆兰大学）；Institute for Research in Fundamental Sciences (IPM)（基础科学研究所）；Zhejiang Normal University（浙江师范大学）
该研究探究TMDC/CrI₃双层的电流诱导SOT，发现掺杂、扭转角、栅极电场可调控SOT的强度与符号，为自旋电子器件设计提供了理论依据。
2026-08-04 cond-mat.mes-hall
Diffusivity Reveals Three Distinct Phases of Interlayer Excitons in MoSe2/WSe2 Heterobilayers
过渡金属二硫属化物（TMDC）异质双层膜中的电荷分离层间激子正被探索为莫尔激子晶格和激子凝聚体。永久偶极矩的存在和弱屏蔽库仑相互作用使得许多体相互作用对于层间激子特别强。在这里，我们揭示了两个不同的相变层间激子在MoSe 2/WSe 2异质双层使用时间和空间分辨的光致发光成像：从捕获的激子在莫尔电位的适度移动的激子气体的激子密度增加到ne/h ~ 1011 cm-2和从激子气体的高度移动的电荷分离的电子/空穴等离子体的ne/h > 1012 cm-2。后者是莫特转变，并在光电导测量中得到证实。这些发现为实现层间激子的量子态设定了基本限制。
2020-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Signatures of moiré-trapped valley excitons in MoSe$_2$/WSe$_2$ heterobilayers
在晶体固体中产生莫尔图案是操纵其电子性质的有力方法，这些电子性质从根本上受到周期性势场的影响。在2D材料中，具有超晶格势的莫尔图案可以通过垂直堆叠具有扭曲和/或有限晶格常数差的两层材料来形成。这种独特的方法导致了涌现的电子现象，包括分形量子霍尔效应，可调莫特绝缘体，和非常规的超导性。此外，理论预测了2D谷半导体中莫尔势对光激发的有趣影响，但这些特征尚未被实验检测到。在这里，我们报告的实验证据的层间谷激子被困在MoSe $_2$ /WSe $_2$异质双层膜中的莫尔电位。在低温下，我们观察到的光致发光附近的自由层间激子的能量，但超过100倍窄的线宽。发射极g因子在同一样品上是均匀的，并且在扭转角分别接近60°和0°的样品中仅取两个值，-15.9和6.7。的g-因子匹配的自由层间激子，这是由两个可能的谷配对配置之一。在接近20°的扭转角下，发射器变得两个数量级的调光器，但值得注意的是，它们具有与接近60°的异质双层相同的g因子。这与层间激子在21.8°扭转角附近的Umklapp复合一致。发射体表现出很强的圆极化，这意味着捕获势保持了三重旋转对称性。连同功率和激发能依赖性，所有证据都指向它们的起源，即层间激子被困在具有继承的谷对比物理学的平滑莫尔势中。
2018-09-12 cond-mat.mes-hall
Reduced absorption due to defect-localized interlayer excitons in transition metal dichalcogenide-graphene heterostructures
该研究采用多体微扰理论探究硫族元素缺陷对WS₂-石墨烯、MoS₂-石墨烯异质双层光学性质的影响，发现缺陷虽引入低能跃迁、产生大振子强度激子，但会减弱类本征层内激子的光学响应，为光伏等领域的缺陷工程提供参考。
2023-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
MoS2/MX2 heterobilayers: Bandgap engineering via tensile strain or external electrical field
我们对二维过渡金属二硫属化物（TMD）异质双层膜MX2/MoS 2（M = Mo，Cr，W，Fe，V; X = S，Se）的电磁性质进行了全面的第一性原理研究.对于M = Mo，Cr，W; X=S，Se，所有的异质双层显示半导体特性与间接带隙的WSe 2/MoS 2异质双层，保留了直接带隙特性的构成单层的例外。当M = Fe，V; X = S，Se时，MX_2/MoS_2异质双层膜具有金属性。本研究特别关注的是通过施加拉伸应变或外部电场来实现TMD异质双层材料的工程带隙。我们发现，随着双轴或单轴拉伸应变的增加，MX2/MoS 2（M=Mo，Cr，W; X=S，Se）异质双层膜都可以发生从超导体到金属的转变。对于WSe 2/MoS 2异质双层，直接到间接的带隙转变可能会发生超过临界双轴或单轴应变。对于M（=Fe，V）和X（=S，Se），当MX 2/MoS 2异质双层膜处于双轴拉伸应变下时，金属原子和硫族元素原子的磁矩均增强。此外，电场还可以降低MX 2/MoS 2（M=Mo，Cr，W; X=S，Se）异质双层膜的带隙。对于MSe_2/MoS_2（M=Mo，Cr）两个异质双层膜，PBE计算表明，在外加电场作用下，可能发生间接-直接带隙跃迁.这一转变归因于自发极化的增强。可调的带隙一般和可能的间接直接带隙转变由于拉伸应变或外部电场赋予的TMD异质双层材料的光电应用的可行的候选人。
2013-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hybridization and localized flat band in the WSe2/MoSe2 heterobilayer grown by molecular beam epitaxy
在特定的扭转角下产生的动量空间中近似局域化的莫尔平带是过渡金属二硫族化合物实现关联效应的关键。在这里，我们使用角分辨光电子能谱（ARPES）可视化的存在下，费米能级附近的范德华（VDW）WSe 2/MoSe 2异质双层的分子束外延生长的平带。这个平坦的带位于布里渊区的K点附近，宽度为几百meV。通过结合ARPES测量与密度泛函理论（DFT）计算，我们证实了不同的域，即参考2 H堆叠层取向差和任意扭曲角的区域共存。对于2 H-堆叠的异质双层，我们的ARPES结果显示出强烈的层间杂化效应，进一步证实了互补的显微拉曼光谱测量。在K处的价带的自旋分裂被确定为470 meV。异质双分子层的价带最大值（VBM）位于γ点。伽马点和K点的VBM之间的能量差为-60 meV，这与单独的1 L WSe 2和1 L WSe 2相比是明显的差异，显示了K点的VBM。
2022-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Competing magnetic states in transition metal dichalcogenide moiré materials
小扭转角过渡金属二硫属化物（TMD）异质双层形成孤立的平坦莫尔条纹，其近似由三角晶格广义哈伯德模型[PhysRevLett.121.026402]描述。在这篇文章中，我们将探讨在不同的控制条件下出现的金属态和绝缘态，密度为每个摩尔周期一个电子，以及它们之间的转换。通过结合完全自洽的Hartree-Fock理论计算与原子极限附近的强耦合展开，我们确定了四个不同的磁状态和一个磁状态附近的模型相图的金属-绝缘体相变线。铁磁绝缘状态，稳定的非本地直接交换相互作用，是令人惊讶的突出。
2021-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Twist versus heterostrain control of optical properties of moiré exciton minibands
研究了异质双层过渡金属双硫族化合物中层间激子的光学性质，并与扭曲（和/或晶格失配）引入的莫尔条纹进行了比较.应变除了是莫尔织构的一个原因外，还有效地在电子或空穴上引入了恒定的规范势，这使得动能的色散相对于莫尔超晶格中的激子晶体动量发生了变化，这导致了与扭曲诱导莫尔不同的激子能带色散和光耦合特性，即使激子莫尔超晶格势在两种情况下具有相似的实空间轮廓。对于在原子尺度上打破三重旋转对称性的应变，在超晶格势极小处捕获的激子波包具有椭圆偏振谷光学选择规则，与扭转莫尔中的圆偏振相反。我们研究了光锥中激子的微带和亮态的光学偶极子随莫尔周期的减小而发生的演化，激子的波函数在此基础上从局域波包演化到扩展的Bloch态.此外，还讨论了在扭曲和异质应变相互作用下的莫尔激子特性。
2021-10-04 cond-mat.mes-hall
Direct observation of minibands in twisted heterobilayers
在异质双层中堆叠具有不同层间原子注册的二维（2D）范德华材料导致长距离周期性超晶格的形成，其可以赋予异质结构奇异的性质，例如新的量子分形态[1-3]或超导性[4，5]。最近对过渡金属二硫属化物（TMD）异质双层的光学测量已经揭示了在由超晶格势定义的能量下杂化层间电子-空穴对激发的存在[6-10]。相应的准粒子能带结构，即所谓的微带，仍然难以捉摸，并且对于由TMD和另一种类型的2D材料组成的异质双层，还没有报道这样的特征。在这里，我们介绍了一种新的X射线毛细管技术，用于执行微聚焦角分辨光电子能谱（microARPES）的顺序上的1 $μ$米的空间分辨率，使我们能够映射的动量依赖的准粒子分散体的异质双层石墨烯组成的WS $_2$在可变的层间扭转角（$θ$）。在多个微型布里渊区（mBZ）中直接观察到$θ= 2.5^{\circ}$的微型带，而对于$θ= 26.3^{\circ}$的较大扭转角则不存在微型带。这些发现强调了通过2D异质结构中的堆叠配置控制量子态的可能性，为生成具有增强功能的材料开辟了多种新途径，例如可调电子相关性[11]和光学跃迁的定制选择规则[12]。
2019-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Moiré quantum chemistry: charge transfer in transition metal dichalcogenide superlattices
过渡金属二硫属化物（TMD）双层膜是近年来发展起来的一种用于研究和设计相关电子物理的可调谐莫尔系统。在这项工作中，通过结合大规模的第一性原理计算和连续介质模型方法，我们提供了一个电子结构理论，映射到双原子晶体的阳离子和阴离子的长周期异质双层TMD超晶格。我们发现，莫尔势和库仑相互作用之间的相互作用导致填充依赖的电荷转移之间的MM和MX区域相距几纳米。我们表明，在最近的实验中发现在半填充的绝缘状态WSe $_2$ /WS $_2$是一个电荷转移绝缘体，而不是莫特-哈伯德绝缘体。我们的工作揭示了摩尔量子化学中简单性的丰富性。
2020-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Interlayer coupling in commensurate and incommensurate bilayer structures of transition metal dichalcogenides
用微扰方法研究了过渡金属双硫族化合物的公度和非公度双层结构中的层间耦合。\pm K谷中的层间耦合可以分解为一系列具有不同相位因子的跳跃项。在H型和R型对称双层膜中，三个主要项之间的干涉导致层间耦合强度对平移的敏感依赖性。通过拟合从头算结果，发现主要的跳跃项的大小为几十个meV。研究了价带Γ谷和导带Q谷的层间耦合。所获得的几百meV的强耦合强度可以在介导过渡金属二硫属化合物异质层中的超快层间电荷转移中发挥重要作用。
2017-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Second harmonic generation control in twisted bilayers of transition metal dichalcogenides
过渡金属二硫属化物（TMD）异质双层中的扭转角是一个强制性的自由度，决定了电子相关性和莫尔激子的横向约束周期。在这里，我们进行偏振分辨二次谐波产生（SHG）光谱的MoS 2/WSe 2异质结构。我们证明，通过选择合适的激光能量的两个单层之间的扭曲角可以直接测量组装异质结构。我们表明，从异质结构的SHG信号的振幅和偏振度的层之间的扭曲角和激子共振在SH能量确定。对于扭转角接近于零的异质结，我们观察到激子共振能量的变化和新的共振的出现在线性和非线性极化率。
2021-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Brightened spin-triplet interlayer excitons and optical selection rules in van der Waals heterobilayers
研究了过渡金属双硫族化合物异质双层结构中自旋三重态层间激子的光学性质，并与自旋单重态层间激子进行了比较。令人惊讶的是，发现自旋三重态激子的光学跃迁偶极与自旋单重态激子的光学跃迁偶极处于相同的数量级，与其中自旋三重态物质被认为是暗的单重态相比的单层激子形成鲜明对比。与单层激子的自旋守恒（自旋翻转）跃迁偶极只能耦合到平面内（平面外）偏振的光不同，由于平面外镜像对称性的破坏，层间激子的这种限制被消除。我们发现，作为层间原子注册的变化，层间激子的光学跃迁偶极子之间的相反的圆极化的平面内和平面外的自旋三重态和自旋单重态物种。因此，两种物质的激子都具有不可忽略的耦合到平面内和平面外传播的光子模式中，这是与激子主要耦合到平面外传播通道中的单层的另一个明显差异。在给定的原子登记处，自旋三重态和自旋单重态激子具有不同的谷偏振选择规则，允许层间激子的谷构型和自旋单重态/三重态构型的选择性光学寻址。
2018-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Flipping exciton angular momentum with chiral phonons in MoSe$_2$/WSe$_2$ heterobilayers
确定量子数来标记基元激发对于正确描述固体中的光-物质相互作用是必不可少的。在诸如MoSe $_2$或WSe $_2$的单层半导体过渡金属二硫属化物（TMD）中，大多数光电现象通过用沿着层的法线（S $_z$）的自旋投影标记电子和空穴状态来很好地描述。相反，对于WSe $_2$ /MoSe $_2$界面，最近的实验表明，采用S $_z$作为量子数不是一个很好的近似，并且需要始终考虑自旋混合。在这里，我们认为这些系统的正确量子数不是S $_z$，而是总角动量的$z$分量-- J $_z$ = L $_z$ + S $_z$ --与C $_3$旋转晶格对称性相关联，它假定对应于模3的半整数值。我们通过观察手性光学声子介导的强烈谷间散射实验验证了这一结论-尽管携带角动量1 -引起激子的共振谷间跃迁，角动量差为2。
2020-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Moiré-Tunable Localization of Simultaneous Type I and Type II Band Alignment in a MoSe2/WS2 Heterobilayer
该研究结合GW-BSE计算与tr-ARPES测量，揭示MoSe2/WS2异质双层随扭转角变化可呈现I型或I/II型共存能带对齐，并解释其激子与吸收峰机制。
2025-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Kagome chiral spin liquid in transition metal dichalcogenide moiré bilayers
本文针对过渡金属二硫化物莫尔双层在 3/4 填充下形成的笼目电荷序，推导有效自旋模型，并通过密度矩阵重整化群模拟证明 WSe2/WS2 可实现手性自旋液体和笼目自旋液体，为研究自旋液体物理提供了新平台。
2023-07-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dynamical Mean Field Theory of Moiré Bilayer Transition Metal Dichalcogenides: Phase Diagram, Resistivity, and Quantum Criticality
我们提出了一个全面的动态平均场研究的三角晶格莫尔哈伯德模型，这被认为是代表莫尔双层过渡金属二硫属化物的物理。在这些材料中，能带结构的重要方面，包括带宽和van Hove奇点的顺序和位置，可以通过改变层间电位来调整。我们提出了一个磁性和金属-绝缘体相图和电阻率的温度，带填充和层间电位的依赖关系的详细研究。我们发现在相图的不同区域，输运表现出费米液体、奇异金属和量子临界行为。具体地说，我们发现，立方根范霍夫奇点（$ρ(ε) \sim|ε|^{-1 / 3}$）给出了一个奇怪的金属行为与$T$ -线性散射率和$ω/T$标度。我们展示了磁序如何影响电阻率。我们的结果阐明了最近在扭曲的同质双层WSe $_2$和异质双层MoTe $_2$ /WSe $_2$实验中观察到的关联态和金属-绝缘体连续跃迁的物理性质。
2022-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Twistronics and moiré superlattice physics in 2D transition metal dichalcogenides
本文综述了二维TMDs莫尔超晶格的基本性质，并重点介绍了其在光学、拓扑及关联现象等前沿研究中的重大突破。
2025-08-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Visualizing band structure hybridization and superlattice effects in twisted MoS$_2$/WS$_2$ heterobilayers
本研究通过微聚焦角分辨光电子能谱直接观测了扭转MoS$_2$/WS$_2$异质双层中随扭转角变化的能带杂化与莫尔超晶格复制态，证实了莫尔势的调控作用。
2021-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Excitonic response in TMD heterostructures from first-principles: impact of stacking, twisting, and interlayer distance
本研究基于第一性原理多体微扰理论，分析堆叠、扭转对TMD异质双层激子特性的影响，发现布里渊区全跃迁效应可实现激子态反转，为量子信息与光传感应用提供支撑。
2024-07-01 cond-mat.mes-hall
Valley Zeeman effect and Landau levels in Two-Dimensional Transition Metal Dichalcogenides
本文在考虑自旋轨道耦合的Luttinger-Kohn近似下，对二维H-相变金属二硫属化物（TMD）中的谷塞曼效应（g因子）和朗道能级进行了理论描述。在TMD的谷极值处，在均匀的面外磁场的存在下，能带分裂成具有塞曼位移的朗道能级。朗道能级指数在$K$谷和$K'$谷是对称的。我们开发了一种数值方法来计算单波段g因子的第一原理，而不需要一个未占用频带的总和。多体效应被微扰地包括在GW近似中。在GW计算中的非本地交换和相关自能效应增加了单带g-因子的幅度相比，从密度泛函理论。我们的第一原理的结果给出自旋和谷分裂朗道能级，与最近的光学实验。对于单层WSe $_2$中的亮激子和暗激子，以及不同扭曲角的MoSe $_2$ -WSe $_2$异质双层膜中的最低能量亮激子，本文推导的激子g因子也与实验符合得很好.
2020-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Non-local interactions and supersolidity of moiré excitons
异质双层过渡金属二硫属化物（TMDC）云纹体系为研究强关联物理提供了一个理想的框架。在这里，我们从理论上研究了波纹TMDC中激子的玻色子多体相。利用两种莫尔模型和集团平均场论，我们揭示了由于非局域库仑相互作用，莫尔激子可以表征奇异的超固相，即平移不变性破缺的超流体和相关的绝缘态.相关相位存在于实验可达的温度，并通过扭转角和激子密度可调。
2022-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Probing magnetism in moiré heterostructures with quantum twisting microscopes
针对金属-绝缘体转变附近自旋有序态探测难的问题，提出利用量子扭转显微镜通过单粒子谱函数和动力学自旋结构因子区分莫尔异质结中的磁有序，并探究了半填充三角莫尔晶格的量子相变特征，为量子磁性表征提供新工具。
2024-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Twist- and gate-tunable proximity spin-orbit coupling, spin relaxation anisotropy, and charge-to-spin conversion in heterostructures of graphene and transition-metal dichalcogenides
本研究基于DFT方法揭示了石墨烯/TMDC异质结构中邻近自旋轨道耦合的扭曲角与栅极可调性，并计算出高达10^4的自旋寿命各向异性及扭曲可调的电荷-自旋转换效率。
2023-10-27 cond-mat.mes-hall
Spontaneous fractional Chern insulators in transition metal dichalcogenides Moire superlattices
在二维异质结构中实现的莫尔超晶格为研究强关联电子态提供了一个令人兴奋的平台。本文研究了具有时间反演对称性和非平凡自旋{/valley}-Chern数的过渡金属二硫属化物（TMD）Moir{é}超晶格。利用实际材料参数和精确对角化方法，我们发现在一定的扭转角和分数填充下，分数陈氏绝缘体，自然{稳定}通过简单地引入库仑排斥。分数量子霍尔系统的时间反演对称性必须被显式破缺，而分数量子霍尔系统的时间反演对称性是自发破缺的。{We结果表明，在相反的山谷中的陈数对比对分数陈绝缘体的性质和相关的低能激发施加了强烈的约束。我们还提出在夹在非线性介质中的TMD Moir{é}超晶格中实现非阿贝尔Moore-Read态。
2021-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Optical control of valley Zeeman effect through many-exciton interactions
二维过渡金属二硫属化物（TMD）（例如WSe $_2$）中的电荷载流子将其自旋和谷赝自旋锁定到光学可寻址索引中，所述光学可寻址索引被提出作为未来信息处理的基础。该自旋谷指数的操纵需要调谐其能量，通常通过外部磁场（B），这是麻烦的。因此，需要其他有效的途径，如自旋谷指数的全光学控制。在这里，我们表明，WSe $_2$ /MoSe $_2$异质双层的层间激子之间的多体相互作用诱导对应于B $\sim$ 6特斯拉的稳态谷塞曼分裂。这种异常分裂，目前在入射功率低至$μ$ Ws，增加与功率和增强，抑制，甚至翻转的B诱导分裂的迹象。此外，谷塞曼分裂的$\it{g}$因子可以通过$\sim$ 30 $\%$利用入射功率来调谐。除了valleytronics，我们的研究结果是相关的实现光学非互易性使用二维材料。
2020-06-04 cond-mat.mes-hall
