Antiferromagnetic interlayer coupling in Fe/c-SiFe/Fe sandwiches and multilayers
我们首次对Fe/c-FeSi/Fe三明治和Fe/c-FeSi多层膜的层间交换耦合进行了从头算研究。我们进行了几个结构的研究，这表明实验中看到的间隔的CsCl安排的稳定性。我们发现反铁磁耦合之间的Fe板间隔厚度小于约15 $Å$，三明治和多层结构。我们还研究了针孔，界面粗糙度或结构配置的间隔上的符号和大小的交换常数J的效果。我们最后表明，J的渐近行为是由一个平坦的带的c-FeSi间隔，位于M点的布里渊区。
2001-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic structures on locally inverted interlayer coupling region of bilayer magnetic system
利用蒙特卡罗模拟研究了具有局部反转层间耦合区的双层磁系统的磁结构。包括磁skyrmion的多个磁结构的稳定是可能的局部反转层间耦合区。各种因素，如区域面积，各向异性，层间耦合强度，交换耦合强度影响的结构，包括其大小和手性的属性。我们得到的条件，他们的稳定和磁结构的转变。Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya interaction，DZ-M）和偶极相互作用在其中起着重要的作用，因为它们显著地增强了结构的形成和稳定性。结构形成中的反转对称性破缺可以产生不对称特征，并且它给出了稳定skyrmion的界面稳定性。偶极相互作用在体系中也是一种有效的界面相互作用。
2019-09-24 cond-mat.mes-hall
Interlayer electronic hybridization leads to exceptional thickness-dependent vibrational properties in few-layer black phosphorus
将二维（2D）材料堆叠成多层或异质结构，称为范德华（vdW）外延，是根据需求调整其特性的基本自由度。少层黑磷（FLBP）是一种具有高潜力的纳米和光电子应用材料，似乎具有比石墨烯和其他2D系统更强的层间耦合。事实上，这些耦合引起了人们的疑问，FLBP的堆叠是否只能由VDW相互作用来控制，这对外延和性能改进至关重要。在这里，我们进行的FLBP，直接反映其层间耦合的振动特性的理论研究，通过讨论六个拉曼可观察的声子，包括三个光学，呼吸，和两个剪切模式。随着样品厚度的增加，我们发现每个光学模式的频率的异常红移，但扶手椅剪切模式的蓝移。我们的计算还显示分裂的声子分支，由于异常的表面现象，和强的声子-声子耦合。通过计算单轴应力效应，原子间的力常数，和电子密度，我们提供了一个令人信服的证明，这些属性是强大的和高度定向层间相互作用的结果所产生的电子杂交的孤电子对FLBP，而不是从VDW相互作用。这种特殊的层间耦合机制控制BP层的堆叠稳定性，从而打开了一个新的途径，超越了VDW外延理解的二维异质结构的设计。
2015-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interlayer breathing and shear modes in NbSe2 atomic layers
原子薄的NbSe 2是金属层状过渡金属二硫属化物（TMD），其晶体结构和电子性质与其他TMD（如MoS 2、MoSe 2、WS 2和WSe 2）显著不同。TMD原子层的性质对层间耦合很敏感。在这里，我们研究了多层NbSe 2的层间声子的超低频拉曼光谱。我们观察到的层间呼吸模式和剪切模式的频率低于40 cm-1的样品的2至15层。它们的频率、拉曼活性和环境不稳定性系统地依赖于层数。我们利用线性链模型，群论分析和第一性原理计算的组合占这些结果。虽然NbSe 2具有与MoS 2、MoSe 2、WS 2和WSe 2不同的堆叠顺序，但它具有相同的对称性和拉曼选择规则，以及相似的层间耦合强度和层间声子模的厚度依赖性。
2016-07-18 cond-mat.mes-hall
Observation of anisotropic interlayer Raman modes in few-layer ReS2
ReS $_2$最近作为快速增长的二维材料家族的新成员出现。与MoS $_2$或WSe $_2$不同，由于晶体的对称性降低，ReS $_2$的光学和电学性质不是各向同性的。在这里，我们在超低频范围内对ReS $_2$样品进行了与层相关的拉曼测量，范围从单层到十层。我们观察层呼吸和剪切模式，允许容易分配的层数。偏振相关的测量提供了进一步的洞察到晶体结构，并揭示了一个充满活力的位移的剪切模式，这源于在这种材料的剪切模量的面内各向异性。
2015-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Carrier-coupled ultrafast structural dynamics and interlayer energy transport of supported transition metal dichalcogenide heterostructures
University of Houston（休斯顿大学）；Nanjing University（南京大学）
利用反射超快电子衍射直接观测支撑MoS2/WS2双层异质结构及其单层的光致面外结构动力学，揭示了层间电荷转移引发的载体耦合层内原子运动，并报告了不同能量流路径及热边界电导。
2026-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast coherent interlayer phonon dynamics in atomically thin layers of MnBi2Te4
原子级薄的MnBi_2 Te_4晶体是一种新型的磁性拓扑绝缘体，具有奇异的量子物理性质。在这里，我们报告了一个系统的调查超快载流子动力学和相干层间声子在几层MnBi 2 Te 4作为层数的函数，使用时间分辨泵浦-探测反射率光谱。在时域中直接观察到层间呼吸模式的明显相干声子振荡。我们发现相干振荡频率、光生载流子和相干声子的衰减速率都敏感地依赖于样品的厚度。超低频拉曼光谱测量补充了时间分辨测量，这既证实了层间呼吸模式，又能观察到层间剪切模式。这些模式的层依赖性允许我们提取面外和面内层间力常数。我们的研究不仅揭示了层间范德华耦合强度，而且揭示了这种新型二维材料的超快光学性质。
2022-07-15 cond-mat.mes-hall
Moiré pattern interlayer potentials in van der Waals materials from random-phase approximation calculations
堆叠相关的层间相互作用对于理解不可分割的二维材料组件中的结构和电子性质是重要的，其中由于小的晶格常数失配或扭曲角而产生长程莫尔图案。在这里，我们使用高级随机相位近似（RPA）从头计算研究石墨烯（G）和六方氮化硼（BN）同质和异质结构之间的堆叠依赖的层间耦合能。我们的研究结果表明，虽然LDA和RPA内的总结合能相差200%-400%之间的一个因素，作为堆叠配置的函数的能量差产生几乎恒定的值与变化小于20%，这意味着LDA估计是相当可靠的。我们产生现象学适合这些能量差异，这使我们能够计算各种感兴趣的属性，包括层间距，滑动能量，压力梯度和弹性系数，以高精度。还讨论了长程相互作用（RPA捕获，但不是LDA）对各种性质的重要性。提供了所有配合的参数化。
2017-08-29 cond-mat.mes-hall
Ab initio study of anisotropic mechanical and electronic properties of strained carbon-nitride nanosheet with interlayer bonding
由于IV族和V族元素单分子膜在结构上的相似性以及在元素周期表中的相邻性，IV族和V族元素的组合能否形成稳定的纳米片结构并具有良好的性能引起了人们的极大兴趣。在这项工作中，我们进行了第一性原理模拟研究的弹性，振动和电子性质的氮化碳（CN）纳米片在起皱的蜂窝结构与共价层间键合。已经证明，CN纳米片的结构稳定性基本上由相对原子层中相邻碳原子之间的强层间\so \键合维持。一个负的泊松比在双轴变形下的面外方向，和极端的面内刚度的CN纳米片，仅略逊于单层石墨烯，被揭示。此外，CN纳米片的拉伸应变的高度各向异性的机械和电子响应进行了探索。
2021-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structural Evolution and Optoelectronic Applications of Multilayer Silicene
尽管弱层间相互作用的二维多层材料（2DMM）的研究取得了很大进展，但对强层间相互作用的二维多层材料的研究还远远不够。在这里，我们报告的第一性原理计算，澄清这样的2DMM，多层硅烯的结构演变和光电性能。利用我们新开发的全局优化算法，我们发现存在丰富的动态稳定的多层硅烯相，其稳定性与sp3杂化的程度密切相关，可以通过平均键和有效键角来评估。当硅烯的厚度达到4时，得到了稳定的Si（111）表面结构，显示了结构演化的临界厚度。我们还发现，由于在sp3型键占主导地位的体系中引入了sp2型键，具有π键表面的多层硅烯在太阳能电池和光纤通信中呈现出优异的光电性能。该研究有助于完整地了解具有强层间相互作用的2DMM的结构和相关性质的演化。
2015-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of Interlayer Shear to Graphene Resonators
单层或几层石墨烯纳米带可以制成对环境变化具有极高灵敏度的弯曲谐振器。在这项工作中，我们研究了层间剪切对石墨烯纳米带的共振频率f的影响，通过分子动力学（MD）模拟和弹性模型分析，包括层间剪切。与经典薄梁理论预测的f~nl ^-2（l为梁长，n为层数）相反，分子动力学模拟结果显示了非常不同的依赖关系，f~l ^-1.36和f-fmono~（n-1）/n（fmono为单层梁的频率）。多层石墨烯条带的层间剪切模量远小于其层内杨氏模量，并且弱的层间相互作用不能维持相邻层中碳原子之间的配准。多层石墨烯纳米带在振动过程中会产生较大的剪切变形。因此，我们提出了一个多梁剪切模型（MBSM）考虑层间剪切能量的多层石墨烯纳米带。它使预测与直接MD模拟非常一致，无需任何拟合参数。这些结果对于多层石墨烯纳米带的各种应用具有重要意义，例如在纳米机电器件中，包括谐振器、传感器和致动器，其中层间剪切对变形、振动和能量耗散过程具有明显的影响。
2010-12-03 cond-mat.mes-hall
Symmetry breakdown in franckeite: spontaneous strain, rippling and interlayer moiré
钙钛矿是一种天然存在的层状矿物，其结构由SnS2样层和PbS样层的交替堆叠组成。虽然这种超晶格是由一系列各向同性的二维层组成的，但它表现出自发的波纹，使材料在结构上各向异性。我们证明，这种波纹手拉手与不均匀的面内应变分布和各向异性的电气，振动和光学特性。我们认为，这种对称性故障的结果从空间调制层之间的范德华相互作用，由于SnS2和PbS的晶格不相容性。
2020-06-11 cond-mat.mes-hall
Localized interlayer complexes in heterobilayer transition metal dichalcogenides
本文给出了MoSe $_2$ /WSe $_2$扭曲异质层中施主杂质定域的层间激子复合物的辐射率和掺杂依赖的光致发光光谱的理论结果，并得到了结合能和波函数重叠积分的量子Monte Carlo计算的支持.对于紧密排列的层，辐射衰减是可能的本地化复合物的波函数的动量传播，导致在几个$μ$的$^{-1}$辐射率。对于强错位层，载流子和杂质之间的短程相互作用提供了一个有限的辐射率与强渐近扭转角依赖性$\propto θ^{-8}$。最后，声子辅助的复合被认为是，在这两个层中的光学声子的发射导致额外的较弱的发射线，红移的声子能量。
2018-06-01 cond-mat.mes-hall
Layer breathing modes in few-layer graphene
层-层耦合在限定少层石墨烯（FLG）的物理性质中起着关键作用。关于振动，预测层间耦合在N层石墨烯中产生一组N-1个有限频率的面外层间模式。与广泛研究的面内振动不同，这些层呼吸模式（LBM）的特性由层-层相互作用定义。在这里，我们报告直接观察不同的LBM石墨烯的厚度从2到20层，通过电子共振泛音拉曼光谱带观察范围为80 - 300 cm-1。拉曼谱带表现出多峰特征，这对于每层厚度高达20层的石墨烯样品是独特的。所有样品的层呼吸模式的集合的频率可以在最近平面耦合的简单模型内描述。
2012-10-03 cond-mat.mes-hall
InSe: a two-dimensional material with strong interlayer coupling
原子薄的二维硒化铟（InSe）由于其带隙的可调谐性（从1.4到2.6 eV）和高载流子迁移率而引起了人们的广泛关注。带隙对层厚度的高度依赖性可能会导致新的器件应用，尽管其起源仍然知之甚少，并且通常归因于量子限制效应。通过第一性原理计算，我们发现这种现象主要是由于层间强耦合引起的，特别是在少层区域，同时也是影响β-InSe和γ-InSe材料性质的重要因素.强层间耦合的存在表现在三个方面：（i）间接到直接的带隙转变与层厚度的增加;（ii）扇形频率图的剪切和呼吸模式的少层薄片;（iii）强层相关的载流子迁移率。我们的研究结果表明，多层InSe可能是值得关注的FET为基础的技术，也是一个理想的系统来研究层间耦合，可能固有的其他二维材料。
2018-03-27 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
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
Probing moire excitons in MoSe2/WSe2 heterobilayers by combined micro-photoluminescence and lateral force microscopy
CRHEA, Université Côte d'Azur and CNRS（蔚蓝海岸大学南部高等研究院，蔚蓝海岸大学和法国国家科学研究中心）；National Institute for Materials Science（日本国立材料研究所）
通过结合微光致发光和横向力显微镜，研究MoSe2/WSe2异质双层中层间激子的莫尔晶格限制及其能量分布。
2025-11-20 cond-mat.mes-hall
Holographic convergent electron beam diffraction (CBED) imaging of two-dimensional crystals
会聚束电子衍射（CBED）是近年来发展起来的一种研究二维材料的结构缺陷、堆积缺陷、吸附物、原子三维位移和层间距的有力工具。在二维晶体的单个CBED斑点中的干涉图案的形成可以被认为是全息图，因此CBED图案可以直接由从全息术改编的常规再现方法再现。在这项研究中，我们回顾了最近的结果应用CBED二维晶体及其异质结构：全息CBED的缺陷的重建和层间距离的测定双层，CBED的二维晶体单层显示吸附，和CBED的多层范德瓦尔斯系统与莫尔图案的局部结构测定。
2022-01-23 cond-mat.mes-hall
Raman and Far Infrared Synchrotron Nanospectroscopy of Layered Crystalline Talc: Vibrational Properties, Interlayer Coupling and Symmetry Crossover
滑石粉是一种绝缘层状材料，在环境条件下稳定，具有高质量的基底解理，这是其在范德华异质结构中使用的主要优势。在这里，我们使用近场同步辐射红外纳米光谱，拉曼光谱，和第一性原理计算调查的结构和振动特性的滑石晶体，从单层到散装，在300-750 cm-1和<60 cm-1的光谱窗口。我们观察到从单层到双层滑石样品的对称交叉，归因于相邻层的堆叠。滑石的面内晶格参数和层内模式的频率显示弱依赖性与层数，与弱层间相互作用一致。另一方面，滑石的低频（<60 cm-1）刚性层（层间）模式适合于识别滑石样品中的层数，除了揭示在层间力常数和相关的单晶弹性刚度中的强的面内和面外各向异性。滑石的剪切和呼吸力常数分别比石墨低66%和28%，使滑石成为一种易于剥离的优良润滑剂。我们的研究结果拓宽了对滑石在纳米尺度下的结构和振动性质的理解，并为未来的纳米异质结构应用提供了指导。
2023-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tuning of impurity-bound interlayer complexes in a van der Waals heterobilayer
由于其独特的二维性质，半导体过渡金属二硫属化物（TMD）中的载流子表现出强烈的非屏蔽库仑相互作用以及对缺陷和杂质的敏感性。范德华层堆叠的多功能性允许在具有交错能带结构的不同TMD层之间空间分离电子和空穴，产生层间少体激子复合物，其性质仍有争议。在这里，我们结合量子Monte Carlo计算与光谱和时间分辨的光致发光测量顶部和底部门控MoSe 2/WSe 2异质结构，并确定作为杂质结合层间激子复合物的发射器。使用独立的静电控制的掺杂和平面外的电场，我们证明了控制的相对人口的中性和带电的复合物，其发射能量的规模大于其线宽，并增加其寿命到微秒制度。这项工作揭示了受限载流子的新物理学，是开发新型光电子应用的关键。
2019-04-25 cond-mat.mes-hall
Nonreciprocal Second-Harmonic Generation in Few-Layer Chromium Triiodide
同时确定二维范德瓦尔斯材料的原子和磁性组态具有重要意义，但也具有挑战性。在这项工作中，我们表明，非互易二次谐波产生（SHG）可以是一个强大的工具来回答这一挑战。尽管保留了晶格反转对称性，层间反铁磁顺序和自旋轨道耦合产生增强的倍频在PT对称的双层三碘化铬（CrI3）。重要的是，平面内偏振分辨的SHG对线性光谱无法分辨的细微不同的层间结构敏感。除了双层，我们进一步预测，强度和角度分辨二次谐波可以用来识别层间原子和三层CrI3的磁性配置。我们的第一性原理的结果与现有的测量结果一致，并显示出作为一种非接触的方法，探索新兴的超薄磁性材料的层间结构和磁序之间的相关性的SHG的潜力。
2020-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Photo- and thermally-induced huge layer decoupling in twisted bilayer WSe$_2$
RIKEN Center for Emergent Matter Science（RIKEN 新兴物质科学中心）；Quantum-Phase Electronics Center and Department of Applied Physics, The University of Tokyo（东京大学量子相电子中心及应用物理系）；Institute of Industrial Science, The University of Tokyo（东京大学工业科学研究所）；Research Center for Electronic and Optical Materials, National Institute for Materials Science（国立材料研究所电子与光学材料研究中心）；Research Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science（国立材料研究所材料纳米架构研究中心）
本研究通过自动化暗场断层扫描技术揭示了扭曲双层WSe₂中层间间距的显著扩展及温度驱动的层解耦现象，展示了原子薄材料中隐藏结构的可视化方法和层间耦合的动态可调性。
2026-08-17 cond-mat.mes-hall
Interlayer Coupling and Strain Localization in Small-Twist-Angle Graphene Flakes
扭曲双层石墨烯（TBG）具有广泛的物理性质，如超导性、铁磁性和超润滑性。根据扭曲角，周期性莫尔超晶格在扭曲的双层石墨烯中形成，具有不均匀的层间耦合和晶格变形。对于小的扭转角（通常<2°），每个莫尔超晶胞包含大量的原子（> 10，000），这使得第一原理和原子建模的计算成本很高。在这项工作中，基于连续介质模型的有限元方法被用来模拟非均匀层间和层内扭曲的石墨烯片在刚性石墨烯衬底的变形。石墨烯层之间的范德华相互作用由周期性势能函数描述，而石墨烯薄片被视为具有有效弹性性质的连续膜。我们的模拟结果表明，结构弛豫和诱导的应变本地化是最显着的在一个相对较大的石墨烯片在小的扭转角，其中的应变分布是高度本地化的剪切应变孤子沿相邻域之间的边界相称的AB堆叠。此外，还发现在特定的扭转角下，存在许多亚稳态平衡构型，这取决于薄片的尺寸。因此，扭曲双层石墨烯的非线性力学对于理解莫尔超晶格中的应变分布以及应变对其他物理性质的影响至关重要。
2022-06-06 cond-mat.mes-hall
Floquet engineering of interlayer couplings: Tuning the magic angle of twisted bilayer graphene at the exit of a waveguide
我们介绍了一种新的方法，允许一个完整的控制调制的有效扭转角的变化，在几层范德华异质结构的照射他们与纵波的光在波导的末端。作为一个具体的应用，我们考虑扭曲的双层石墨烯，并表明可以调整魔角更大或更小，允许在原位实验控制的相图和其他相关材料。波导允许人们规避自由空间对不存在光的纵向电场分量的约束。我们建议将扭曲的双层石墨烯放置在波导出口处的特定位置处，使得它受到横向磁模式（TM）波的纯纵向分量的影响。
2020-05-10 cond-mat.mes-hall
Deposition of defected graphene on (001) Si substrates by thermal decomposition of acetone
我们目前的沉积和表征缺陷石墨烯的化学气相沉积（CVD）方法的结果。碳/含碳自由基的来源是在Ar主气流中热分解的丙酮（C2 H6 CO）。沉积发生在（001）Si衬底上，温度约为1150- 1160 ℃。我们通过拉曼光谱确定了沉积在两种类型的中间层上的单层至少层缺陷石墨烯的存在，所述两种类型的中间层具有不同的表面形态并且由混合的sp2和sp3杂化碳组成。通过XPS、XRD、GIXRD和SEM对中间层进行了研究，确定了不同的物相组成：i）以类金刚石为主的膜，由一些残余的SiC、SiO_2等组成;（2）由少量C_（60）/C_（70）富勒烯和残余的Si-O-、C=O等物种组成的sp_2占主导地位的膜。偏振拉曼研究证实了在主要无定形碳夹层上存在许多单层缺陷石墨烯区域，其尺寸大于几微米。
2017-04-11 cond-mat.mes-hall
Efficient Electric Field Control of Magnetic Phase in Bilayer Magnets via interlayer hopping modulation
针对其他二维磁体难以实现静电调控层间磁耦合的问题，本研究发现双层Cr2Ge2Te6可通过压力/滑动增强层间跃迁，结合外电场实现FM-AFM相变调控，并构建四位置模型揭示其机制，为电可调自旋电子器件设计提供新思路。
2024-12-07 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
The Interlayer Shear Modes in Twisted Multi-layer Graphenes: Interlayer coupling, Davydov Splitting and Intensity Resonance
石墨烯和其他二维晶体可以组合形成各种混合物和异质结构，根据需要制造材料，其中界面处的层间耦合导致与其成分相比改变的物理性质。在这里，通过测量剪切模式的拉曼光谱，我们探测两个人工堆叠的少层石墨烯之间的界面处的耦合相对于彼此旋转。两个界面层之间的层间耦合强度仅为Bernal层间耦合强度的20%。然而，这种弱耦合表现在由两个等效石墨烯多层组成的系统中的剪切模式频率的Davydov分裂中，以及由于在能带结构中的导带和价带之间具有若干光学允许的电子跃迁的光学共振而导致的剪切模式的强度增强中。这项研究为深入理解二维杂化和异质结构的界面耦合奠定了基础。
2014-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Layer engineered interlayer excitons
激子的光致发光（PL）是表征半导体材料光电性质和能带结构的有力工具，特别是对于原子级薄的二维过渡金属硫属化物（TMD）材料。当TMD材料的厚度由单层增加到多层时，由于直接带跃迁转变为间接带跃迁，导致PL猝灭迅速。在这里，我们表明，PL可以恢复工程多层异质结构，与带跃迁保留为直接型。我们报告层工程层间激子从这些多层异质结构的发射。此外，作为所需的valleytronic器件，所产生的层间激子的寿命，谷极化，和谷寿命都可以显着改善相比，在单层-单层异质结构。我们的研究结果为通过层工程控制层间激子的性质铺平了道路。
2021-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-layer locking of interlayer excitons trapped in moiré potentials
范德华异质结构为量子材料的设计提供了诱人的机会。例如，过渡金属二硫属化物（TMD）具有三个量子自由度：自旋、谷指数和层指数。此外，扭曲的TMD异质双层可以形成莫尔图案，该莫尔图案根据原子注册来调制电子能带结构，导致层间激子（IX）的空间限制。在这里，我们报告的观察自旋层锁定的IX被困在莫尔电位中形成的异质结构的双层2 H-MoSe $_2$和单层WSe $_2$。锁定电子自旋和层指数的现象导致两个量子限制IX物种具有不同的自旋层谷配置。此外，我们观察到，由于双层TMD的2 H型堆叠特性，三层中的莫尔条纹捕获位点的原子注册表本质上锁定在一起。这些结果确定层指数作为一个有用的自由度工程可调的少能级量子系统的二维异质结构。
2020-06-02 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
Ultrafast carrier-coupled interlayer contraction, coherent intralayer motions, and phonon thermalization dynamics of black phosphorus
黑磷（BP）具有高度的各向异性性能和动力学行为是独特的，即使在二维和范德华（vdW）层状材料。在这里，我们表明，层间晶格收缩和协调一致，对称的层内振动发生在几个皮秒以下的光注入和弛豫的载流子，使用超快电子衍射的反射几何探测的面外运动。光生载流子和BP的褶皱结构之间的强耦合，与电子能带结构的对齐，是在没有光致相变的情况下，这样的定向原子运动的工作。声子热化动力学可以确定三个时间区域，其中在大约50 ps内达到没有各向异性的准平衡，随后是相干声学声子的传播和热扩散到体中。这里报道的早期的平面外动力学具有重要的意义，单层和少层BP和其他VDW材料具有强的电子晶格相关性。
2022-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Screening and interlayer coupling in multilayer graphene field-effect transistors
为了提高纳米石墨烯场效应晶体管的性能和可靠性，首次对多层石墨烯场效应晶体管中的电荷和电流分布进行了系统的实验研究。我们发现一个非常特殊的厚度依赖性离子，Ioff，和离子/Ioff比，并提出了一个电阻网络模型，包括筛选和层间耦合来解释实验结果。特别是，我们的模型不调用多层情况下的石墨烯的线性能带能带结构的修改。实验证明了纳米级少层石墨烯晶体管中的噪声降低，并且也可以在该模型中理解。
2009-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Breathing modes in few-layer MoTe$_2$ activated by h-BN encapsulation
在六方氮化硼（h-BN）中封装少量过渡金属二硫属化物（TMD）可以显著改善其光学和电学性能。然而，可以预期的是，由于h-BN层的原子级平坦表面，h-BN封装也可能影响TMD的振动性质。为了研究其对少层TMD中层间相互作用的影响，我们研究了双层和三层MoTe $_2$的低能拉曼散射光谱。令人惊讶的是，与沉积在SiO $_2$ /Si衬底上的薄片的单一呼吸模式相比，在沉积在h-BN上或包封在h-BN中的结构的拉曼光谱中观察到三种呼吸模式。切变模式不受MoTe $_2$环境变化的影响。出现的呼吸模式的结构归因于MoTe $_2$层和底部的h-BN薄片之间的明显的相互作用。由于前片的高质量表面，结构变得可见。因此，所观察到的呼吸模式的三重结构起源于由于层间和层-基底相互作用的组合模式。我们的研究结果证实，h-BN封装影响层状材料的振动性能。
2020-05-05 cond-mat.mes-hall
First principles calculation of structural and magnetic properties for Fe monolayers and bilayers on W(110)
采用全电子全势线性缀加平面波（FP-LAPW）方法，对5 ML W（110）衬底上的1和2个Fe单层（ML）结构进行了优化。最后，对优化后的结构进行了磁矩计算。我们发现Fe-W和相邻的Fe-Fe层间距与相应的体W-W和Fe-Fe层间距相比有显著的收缩（$\sim$ 10%）。与2.2 $μ_B$的Fe bcc体磁矩相比，Fe的表面层的磁矩增加了（i）对于1 ML Fe/5 ML W（110）增加了15%至2.54 $μ_B$，以及（ii）对于2 ML Fe/5 ML W（110）增加了29%至2.84 $μ_B$。2 ML Fe/5 ML W（110）的内层Fe层具有2.3 $μ_B$的类体磁矩。这些结果与以前的实验数据吻合得很好。
1999-10-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interlayer dislocations in multilayer and bulk MoS${}_2$
该研究提出介观模型描述过渡金属二硫族化合物薄膜层间位错，以2H-MoS₂为例分析位错能量随厚度的变化、应变场及对带边的影响，发现其能量轮廓无法局域化载流子。
2024-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interlayer coupling enhancement in graphene/hexagonal boron nitride heterostructures by intercalated defects and vacancies
在二维原子晶体中，六方氮化硼（hBN）是制备异质结构的最引人注目的材料之一，具有独特的性质。我们进行第一性原理计算，以确定插入的金属原子和空位是否可以介导界面耦合和影响石墨烯/hBN异质结构的结构和电子性质。金属杂质原子（Li、K、Cr、Mn、Co和Cu）作为石墨烯和hBN片之间的非本征缺陷产生掺杂$n$的石墨烯。我们还考虑了本征空位缺陷，并发现hBN中的硼单空位作为石墨烯的磁性掺杂剂，而hBN中的氮单空位作为石墨烯的磁性掺杂剂。相比之下，hBN中最小的三角形空位缺陷不太可能导致石墨烯的电子输运发生显著变化。我们的研究结果表明，hBN层与一些空位或金属杂质增强层间耦合的石墨烯/hBN异质结构相对于电荷掺杂和电子散射。
2014-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coupling and stacking order of ReS2 atomic layers revealed by ultralow-frequency Raman spectroscopy
我们研究了原子薄的ReS 2的超低频拉曼响应，ReS 2是一种特殊类型的二维（2D）半导体，具有独特的扭曲1 T结构。双层和少层ReS 2在低于50 cm-1的频率下表现出丰富的拉曼光谱，其中观察到层间剪切和呼吸模式。这些层间声子模式的出现表明ReS 2层是有序耦合和堆叠的，与一般认为的ReS 2层是相互解耦的相反。虽然层间呼吸模式可以用线性链模型描述，但由于面内晶格畸变，剪切模式表现出独特的行为。特别地，双层ReS 2中的两个剪切模式是非简并的，并且在拉曼光谱中很好地分离，与其他2D材料中的双简并剪切模式相反。通过全面的第一性原理计算，我们可以计算出层间模式的频率和拉曼强度，并确定双层ReS 2中的堆叠顺序。
2015-11-30 cond-mat.mes-hall
Coexistence of Reconstructed and Unreconstructed Structures in Structural Transition Regime of Twisted Bilayer Graphene
在扭曲双层石墨烯（TBG）中，层间堆叠能和层内弹性能之间的扭曲角依赖性竞争导致大扭曲角下的平坦刚性层和小扭曲角下的晶格重构。尽管在TBG的巨大的科学兴趣和努力，然而，从刚性晶格的重构晶格作为扭转角的函数的演化的实验研究仍然是失踪。在这里，我们提出了一个扫描隧道显微镜和光谱研究，以揭示扭曲角依赖的晶格重构的TBG。我们的实验表明，在刚性区域和松弛区域之间存在一个过渡区域，并且出乎意料地，在过渡区域中，重构结构和未重构结构共存。这两种不同结构的共存可能是由于具有中间莫尔尺寸的TBG中层间堆叠能和层内弹性能之间的微妙平衡。
2022-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Discrete Interactions between a few Interlayer Excitons Trapped at a MoSe$_2$-WSe$_2$ Heterointerface
过渡金属二硫属化合物（TMD）异质双层膜中的层间激子（IX）代表了原子薄、近理想二维（2D）系统中涌现的一类令人兴奋的长寿命偶极复合玻色子。由电子和空穴的空间分离引起的长程相互作用可以产生新的量子和经典的多粒子关联效应。为了详细了解可能的多体效应，必须研究单个IX之间的基本相互作用。在这里，我们在纳米级限制电位内捕获可调数量的偶极，该纳米级限制电位是通过将MoSe $_2$ -WSe $_2$异质双层（HBL）放置到SiO $_2$纳米柱阵列上而引起的。我们控制的平均占领的IX陷阱通过光学激发水平和观察离散的尖锐线发射从不同的配置相互作用IX。我们确定这些功能作为不同的多粒子状态与$N_{IX}\sim1-5$通过他们的权力依赖性和直接测量的层次结构的偶极和交换的相互作用$N_{IX}$增加。层间双激子（$N_{IX}=2$）被发现是一个发射双峰，从单激子蓝移$ΔE=(8.4\pm0.6)$ meV和分裂$2J=(1.2\pm0.5)$ meV。对于三激子（$(12.4\pm0.4)$ meV）、四激子（$(15.5\pm0.6)$ meV）和五激子（$(18.2\pm0.8)$ meV），蓝移甚至更明显。这些值被证明是相互一致的数值模拟的偶极激子局限于一个谐波捕获电位具有限制的范围内的长度尺度$\ell\approx 3$ nm。我们的研究结果有助于理解在只有几个激发的离散极限下…
2020-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Dipolar interactions enhanced by two-dimensional dielectric screening in few-layer van der Waals structures
本文从理论上研究了少层范德华结构中二维介电屏蔽对层间激子偶极及四极相互作用的显著增强机制，发现其强度可提升1至2个数量级，并能通过介电环境工程进一步调控。
2024-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultralow-frequency collective compression mode and strong interlayer coupling in multilayer black phosphorus
黑磷（BP）作为一种二维2D层状材料的最近复兴，在其可调的电子带隙和高度各向异性的输运特性，为器件应用提供了新的机会，产生了巨大的兴趣。许多这些杰出的性能归因于其独特的结构特征，仍然需要阐明。在这里，我们展示了拉曼测量，揭示了超低频集体压缩模式（CCM），这在类似的2D分层材料中是前所未有的。这种新的CCM表明，异常强的层间耦合BP，这是定量支持的声子频率分析和第一性原理计算。此外，CCM和低频拉曼模式的另一个分支随着层数的变化而敏感地移动，从而可以精确确定高达数十个原子层的厚度，这比以前通过使用高频拉曼模式实现的厚度高得多。这些结果提供了基本的见解和实用的工具，探索多层BP在新的设备应用。
2015-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strong interlayer coupling and chiral flat-band cascades in twisted bilayer gratings
Korea University（韩国大学）；Hanyang University（汉阳大学）
本研究展示一维光子晶体双层结构可实现强层间耦合，在宽角度范围内形成平带，并通过两步光刻法在WS$_2$光栅中实验实现超宽手性平带级联，为可调局域化光子应用和新型物理探索提供平台。
2025-10-08 cond-mat.mes-hall physics.optics
Dynamical Chiral Nernst Effect in Twisted Van der Waals Few Layers
针对无磁场或磁化条件下的热电转换问题，本文提出由面外电场时变触发、源于量子几何的动力学手性能斯特效应，并在扭转过渡金属二硫族化合物少层中验证其可实验测量。
2024-01-24 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
Resonant Low Frequency Interlayer Shear Modes in Folded Graphene Layers
少层石墨烯（few layer graphene，FLG）是在单层石墨烯（single layer graphene，SLG）上自然或人工堆叠多层石墨烯而形成的，由于其继承了SLG的优异性能和引入额外自由度而产生的新特性，引起了人们的极大关注。在FLG中，剪切模式在理解其独特特性方面起着关键作用。不幸的是，剪切模式的能量是如此接近激发激光被完全阻挡的瑞利排斥。这极大地阻碍了FLG剪切模式的研究。在这里，我们展示了显着增强的剪切模式在适当折叠FLG。得益于这些极强的信号，通过二维拉曼成像、偏振拉曼光谱和温度拉曼光谱的研究，首次揭示了剪切模的增强机制、振动对称性、非谐性和电子-声子耦合（EPC）。这项工作补充了石墨烯层的拉曼研究，并为利用FLG和其他2D层状材料的低频剪切模式铺平了有效的途径。
2013-12-25 cond-mat.mes-hall physics.optics
Atomic-scale defects restricting structural superlubricity: Ab initio study study on the example of the twisted graphene bilayer
采用带有范德华修正的密度泛函理论（DFT）计算方法，研究了扭曲双层石墨烯层间相互作用的势能面.对于互质指数（2，1）（扭转角21.8 $^\circ$）的莫尔图案，这些计算给出了每个空位28 meV的不可忽略的PES振幅和每个空位7 - 8 meV的层的相对滑动的势垒。同时，利用半经验势拟合DFT结果，我们证实了没有缺陷的扭曲双层石墨烯对相同的莫尔图案表现出超润滑性，并且无限双层的PES振幅低于计算精度。我们的研究结果意味着，原子尺度的缺陷限制了二维层的超润滑性，并可以确定这些层在超润滑状态下的静态和动态摩擦学性能。我们还分析了计算成本低的方法，可用于建模的摩擦学行为的大型系统的缺陷。充分使用国家的最先进的半经验潜力层间相互作用和近似的基础上的第一空间傅立叶谐波的描述与缺陷的石墨烯层之间的相互作用进行了讨论。
2021-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Holographic reconstruction of the interlayer distance of bilayer two-dimensional crystal samples from their convergent beam electron diffraction patterns
扭转双层膜样品的会聚束电子衍射（CBED）图在其CBED斑点处呈现干涉图样。这种干涉图案可以被视为离轴全息图和散射波的相位，这意味着可以重建层间距离。本研究提供了重建程序的详细方案。此外，我们推导出一个精确的公式，用于重建层间距离从恢复的相位分布，它考虑到不同的化学成分的各个单层。它示出，在CBED点的一个干涉条纹是足够的，以重建层之间的距离，这可以是实际的成像样品与一个相对较小的扭转角或当探测小的样品区域。作为扭转角的函数的重建层间距离的质量进行了研究。在较小的扭转角下，重建的层间距离分布更精确且无伪影。在较大的扭转角下，由于莫尔结构而导致的伪影出现在重建中。提出了一种重建平均层间距的方法。至于分辨率，层间距离可以通过全息方法以0.5 A的精度重建，这比衍射极限分辨率的固有z分辨率好几百倍，如通过测量的k值的扩展所表示的。此外，我们表明，全息CBED成像可以检测到小至0.1 A的层间距离的变化，虽然这种变化的定量重建遭受较大的误差。
2020-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Layer breathing and shear modes in multilayer graphene: A DFT-vdW study
本文利用具有vanderWaals（vdW）泛函的密度泛函理论（DFT）研究了多层石墨烯的结构和振动性质。首先，我们分析不同的vdW泛函比较评估的晶格参数，弹性常数和振动频率的低能光学模式的石墨。我们的研究结果表明，vdW-DF 1-optB 88泛函具有最好的整体性能的振动特性的描述。接下来，我们使用该泛函来研究vdW相互作用对多层石墨烯的结构和振动性质的影响。具体来说，我们评估结合能，层间距离和声子频率的层呼吸和剪切模式。我们观察到我们的计算结果和可用的实验数据之间的良好的协议，这表明，该功能具有真正的预测能力层呼吸和剪切频率尚未测量。这表明仔细选择的vdW泛函可以以良好的准确度描述石墨烯相关系统中的层间键合。
2019-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Origins of the structural phase transitions in MoTe$_2$ and WTe$_2$
层状过渡金属二硫属化合物MoTe $_2$和WTe $_2$除了结构相变外，具有相似的晶格常数和拓扑电子性质.前者表现出单斜和正交结构之间的一级相变，而后者则没有。使用最近提出的范德瓦尔斯密度泛函方法，我们研究了两种材料的结构稳定性，发现不同的相变起源于它们的层间键合状态之间的微妙差异附近的费米能。通过利用结构相变和低能电子性质之间的关系，我们表明，电荷掺杂可以控制过渡基本上，从而提出了一种方法来稳定或消除其拓扑电子能带。
2017-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Designable exciton mixing through layer alignment in WS$_2$-graphene heterostructures
本研究通过第一性原理计算发现，WS₂-石墨烯异质结构的层间对齐与应变可调控激子混合及光学特性，为界面设计实现可控光激发提供了指导。
2024-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Imaging of interlayer coupling in van der Waals heterostructures using a bright-field optical microscope
来自不同层状晶体的垂直堆叠的原子层可以通过范德华力保持在一起，这可用于构建新型异质结构，为开发新一代原子薄，透明和柔性器件提供平台。这些器件的性能主要取决于层厚度和层间电子耦合，影响电子态的杂化以及层间的电荷和能量转移。电子耦合受到层的相对取向以及它们的界面的清洁度的影响。在这里，我们展示了一种有效的方法，用于监测层间耦合的异质结构中使用光致发光成像在明场光学显微镜从过渡金属dichalcogenides。在这样的图像中的颜色和亮度在这里被用来识别单层和少层晶体，并跟踪层间耦合的变化和层间激子的出现后，在机械剥离的薄片热退火，以及通过化学气相沉积生长的原子层的扭曲角的函数。所提出的成像技术的材料和晶体厚度敏感性使其成为表征通过多种方法组装的范德华异质结构的有力工具，使用通过机械或化学剥离和晶体生长获得的材料的组合。
2017-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Chiral plasmons with twisted atomic bilayers
具有旋转错位的原子薄层的范德华异质结构，例如扭曲的双层石墨烯，具有有趣的结构莫尔超晶格。由于扭曲原子层之间的量子耦合，光-物质相互作用本质上是手性的;因此，它们为极端纳米尺度的手性等离子体提供了一个有前途的平台。然而，虽然层间量子耦合可能是显着的，其影响手性等离子体仍然难以捉摸。本文从全麦克斯韦方程组出发，考虑层间量子耦合，给出了扭曲双层原子中手征等离子体激元的一般解。我们发现扭曲原子双层膜与手征超颖表面有着直接的对应关系，手征超颖表面除了具有一般的表面导电性外，还同时具有手征和磁性表面导电性。换句话说，扭曲范德华异质结构中的层间量子耦合可以促进各种（例如，双各向异性）原子级薄超颖表面。此外，由层间量子耦合确定的手性表面电导率决定了手性等离子体的存在并导致独特的相位关系（即，+/-π/2相位差）。重要的是，这种独特的相位关系的手征等离子体激元可以用来构建丢失的纵向自旋的等离子体激元，除了共同的横向自旋的等离子体激元。
2020-06-18 cond-mat.mes-hall physics.optics
