Inducing Magnetic Phase Transitions in Monolayer CrI$_3$ via Lattice Deformations
层状三碘化铬（CrI $_3$）的原子薄膜最近被认为是广泛的技术相关应用的合适候选者，主要是由于它们提供了在共存的面内铁磁有序和面外反铁磁有序之间实现可逆转变的机会。然而，没有用于诱导这种过渡的路线已经被设计到单层极限。在这里，我们解决单层碘化铬$_3$的磁响应面内晶格变形通过各向同性海森堡自旋哈密顿量和第一性原理计算的组合。根据施加的晶格应变的大小和方向，我们揭示了一系列方向相关的平行到反平行自旋交叉，产生铁磁，Néel反铁磁，锯齿形和条纹状反铁磁基态的出现。此外，我们确定了一个临界点的磁相图，从而交换耦合消失，磁性淬火。我们的工作建立了指导方针，通过应变工程在单层碘化铬$_3$中广泛定制的自旋相互作用，并进一步扩展了磁有序相，可以托管在一个二维的晶体。
2020-01-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Reconciling monolayer and bilayer $J_{\rm eff} = 1/2$ square lattices in hybrid oxide superlattice
限制在二维结构中的原子层的数量对电子和磁性至关重要。单层和双层$J_{\rm eff} = 1/2$正方形晶格是众所周知的例子，其中额外层的存在将XY各向异性转变为$c$轴各向异性。我们报告的混合SrIrO $_3$ /SrTiO $_3$超晶格，集成单层和双层正方形晶格在一个分层结构的实验实现。通过同步加速器X射线衍射，共振X射线磁散射，磁化强度和电阻率测量，我们发现，混合超晶格表现出的性能是不同的单层和双层系统，不能解释一个简单的除了他们。特别是，整个混合超晶格订单同时通过一个单一的反铁磁过渡的温度类似的双层系统，但所有的$J_{\rm eff} = 1/2$时刻主要指向$ab$ -平面类似的单层系统。结果表明，在混合超晶格结构中使具有正交性质的单层和双层彼此接近是稳定在均匀结构中无法获得的独特状态的有力方法。
2022-03-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Temperature and Field Dependence of Ferromagnetic Magnon in Monolayer Honeycomb Spin Lattice
利用各向异性交换XZ-Heisenberg模型研究了外场作用下单层蜂窝自旋晶格中集体自旋激发或磁振子的温度和场依赖性。在横场存在下的磁相变是自旋重取向（SR）转变，在SR温度以上存在磁振子强度。横向场在SR温度以下或以上的温度区域中分别降低或维持自旋波强度。零动量低能磁振子分支的能隙在SR横场处闭合，SR横场是零温下的临界量子相变场。将该模型应用于二维CrI $_3$，解释了居里温度以上零动量磁振子模的存在，并与DFT计算结果进行了比较，给出了合适的交换参数值.在这种材料中，狄拉克点附近的估计磁振子速度约为1.74 km/s。
2022-08-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anisotropic structural dynamics of monolayer crystals revealed by femtosecond surface x-ray scattering
X射线散射是以原子精度确定晶体构型的主要工具之一。然而，由于衍射体积的显着减少和数据分析的复杂性，单层晶体中的超快结构动力学的测量仍然是一个长期存在的挑战，禁止应用超快X射线散射来研究二维极限下的非平衡结构性质。在这里，我们展示了飞秒表面X射线衍射结合晶体模型细化计算，以量化的单层WSe $_2$晶体支持在基板上的超快结构动力学。我们发现吸收的光子能量优选地在2皮秒内耦合到面内晶格振动，而面外晶格振动振幅在前10皮秒期间保持不变。模型辅助拟合表明激发时的非对称层内间距变化。在二维材料中观察到的非平衡各向异性结构动力学与第一性原理非绝热模型在实空间和动量空间一致，标志着不同的结构动力学单层晶体从他们的散装同行。所展示的方法解锁表面敏感的X射线散射的好处，定量测量超快的结构动力学在原子级薄的材料和跨界面。
2018-11-28 cond-mat.mtrl-sci
Lower lattice thermal conductivity in SbAs than As or Sb monolayer: a first-principles study
VA族元素（As，Sb，Bi）单层半导体的声子输运在理论上得到了广泛的研究，其中Sb单层半导体（锑烯）的合成是近年来研究的热点。利用第一性原理计算和线性化的声子Boltzmann方程研究了SbAs单分子膜的声子输运。结果表明，SbAs单层的晶格热导率低于As和Sb单层，室温下对应的薄层热导率为28.8 $\mathrm{W K^{-1}}$.计算结果表明，SbAs单分子膜的群速度介于As和Sb单分子膜的群速度之间，但SbAs的声子寿命小于As和Sb单分子膜的声子寿命。因此，低的晶格热导率在SbAs单层归因于非常小的声子寿命。出乎意料的是，ZA支对总热导率的贡献很小，仅为2.4%，这与贡献很大的As和Sb单分子膜明显不同。这可以解释为非常小的声子寿命为ZA分支的SbAs单层。Sb原子向As原子的大量电荷转移导致了强极化的共价键，这与As或Sb单层膜不同。SbAs单层膜的强极化共价键可以诱导比As或Sb单层膜更强的声子非简谐性，导致更低的晶格热导率。结果表明，同位素散射对晶格热导率的影响很小，当特征长度小于30 nm时，晶格热导率可降低约47%.这些结果可能提供的观点，通过多元素的混合物调节晶格热导率的热管理和热电的应用，并激励进一步的实验努力，以合成单层SbAs。
2017-07-06 cond-mat.mtrl-sci
Ultralow lattice thermal conductivity and high thermoelectric performance near room temperature of Janus monolayer HfSSe
二维过渡金属双硫族化合物（TMDCs）由于具有良好的带隙可调性、低维性以及电导率和晶格热导率的良好结合，近年来在高温下显示出巨大的潜力。利用密度泛函理论和Boltzmann输运方程，对二维单层HfS 2，HfSe 2及其Janus单层HfSSe的电子和热电性能进行了第一性原理计算.热力学稳定性的所有三种结构已被证实从声子色散曲线。计算了300 K、400 K和500 K下的热电参数，如塞贝克系数、功率因数和电导率。室温下的晶格热导率已被发现在单层HfS 2，HfSe 2和HfSSe Janus单层相比，非常流行的TMDC，如MoS 2和WS 2非常低。由于HfSSe具有很低的群速度和很短的声子寿命，在室温下，Janus单层HfSSe的晶格热导率为0.36W/mK，低于单层HfS 2和HfSe 2的晶格热导率。在Janus单层HfSSe中的这种超低晶格热导率导致在室温下接近1的值的非常高的热电品质因数。通过构建HfS 2和HfSe 2的Janus单分子膜，热电性能得到显著提高.我们的理论研究预测，Janus单层HfSSe可以成为制造下一代可穿戴热电发电机的革命性候选者，将人体热量转化为电能。
2020-03-05 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic Nonequilibrium Lattice Dynamics of Black Phosphorus
黑磷由于其高度的各向异性特性，最近引起了人们的极大关注。各种超快光学光谱已被应用于探测光激发的载流子响应，但互补晶格响应仍然没有解决。在这里，我们采用飞秒电子衍射来探讨结构各向异性如何影响光激发后的晶格动力学。我们观察到两个时间尺度的晶格响应，我们归因于电子-声子和声子-声子热化。扶手椅和锯齿形方向之间的显着差异进行观察，表明非热状态的晶格持续到~60 ps。这种非热状态的特征在于与平衡态相比，原子振动的各向异性被修改。我们的研究结果提供了见解，在电子-声子以及声子-声子耦合，并承担任何黑磷在非平衡条件下的应用直接相关。
2020-04-02 cond-mat.mtrl-sci
Nonequilibrium superfield and lattice Weyl transform transport approach to quantum Hall effect
利用Buot超场和格点Weyl变换非平衡量子输运理论，导出了电导率中整数量子霍尔效应的拓扑Chern数.该方法自然是直接的，适用于处理非平衡系统的外部电磁场作用。通过非平衡量子输运方程，我们确定了有效（~p; ~q; E; t）相空间中的拓扑不变量，一般不是电场中的一阶不变量，而是梯度展开中的一阶不变量.我们还得到了久保电流的相关霍尔电流作为我们的新的运输方法的副产品。计算了与轨道磁矩有关的Berry曲率。
2021-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
First-principles study of the electrical and lattice thermal transport in monolayer and bilayer graphene
我们从第一性原理计算和玻尔兹曼输运理论（BTE）出发，研究了单层和双层石墨烯的输运性质。我们对单层石墨烯的电阻率研究表明，在一定的化学势范围内，Bloch-Gr ${\rm \ddot{u}}$奈森行为。通过用氮化硼代替石墨烯的碳二聚体，我们预测塞贝克系数增加了两倍。在我们的计算中已经观察到在小电场$\sim 0.3$ eV的影响下双层石墨烯的塞贝克系数的类似增加。具有杂质的石墨烯显示出电导率和迁移率的系统性降低。我们还利用声子BTE计算了单层和双层石墨烯的晶格热导率，在300-700 K的温度范围内与实验数据吻合得很好。
2017-03-01 cond-mat.mtrl-sci
Exactly equivalent thermal conductivity in finite systems from equilibrium and nonequilibrium molecular dynamics simulations
在以前的论文[物理评论B \textbf{103}，035417（2021）]中，我们表明平衡分子动力学（EMD）方法可用于计算有限系统的表观热导率。结果表明，对于具有畴长$2L$的体系，EMD得到的表观热导率与非平衡分子动力学（NEMD）得到的具有畴长$L$的体系的表观热导率相等。以具有精确机器学习潜力的单层硅为例，在这里，我们表明，如果NEMD在传输方向上应用周期性边界条件，则EMD和NEMD的热导率值对于相同的域长度一致。因此，我们的研究结果建立了一个确切的等效EMD和NEMD的热导率计算。
2022-07-27 cond-mat.mtrl-sci
Electronic Janus lattice and kagome-like bands in coloring-triangular MoTe2 monolayers
本研究通过分子束外延在MoTe2单层中引入镜像孪晶界构建着色三角晶格，发现其具有电子Janus晶格和类狄拉克及平坦能带，并验证了其作为能量可调电子隧穿势垒的潜力。
2023-02-13 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast Nonequilibrium Dynamics in Two-dimensional Quantum Spin-Hall Materials
我们发展了支持多种拓扑态的单层量子自旋霍尔绝缘体中的非平衡超快光子学的理论框架。在这些材料中，普遍存在的飞秒尺度的强光-物质相互作用导致非绝热量子动力学，导致拓扑相关的非线性光电输运现象。我们研究了驱动拓扑狄拉克费米子与强超短光脉冲相互作用的机制，并揭示了各种实验上可获得的物理量，这些物理量从高次谐波产生的光谱中编码了量子材料的拓扑电子态的指纹。我们的工作为实现时间分辨谐波光谱在二维量子自旋霍尔固态系统中识别拓扑不变量的全部潜力奠定了理论基础。
2022-07-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Detection of the adsorption of water monolayers through the ion oscillation frequency in the magnesium oxide lattice by means of Low Energy Electron Diffraction
利用低能电子衍射技术研究了氧化镁晶格中Mg $^{2+}$和O $^{2-}$离子的振荡频率随表面与水分子膜相互作用的变化。我们的关键结果是一种新的技术来确定吸附物的振动所产生的水单层的表面晶格的结果，其变化的表面德拜温度和化学位移。后者进行了系统的研究，不同的退火时间和恒定的外部热扰动在110-300 K的范围内，以完成在表面晶格中的水单分子层的吸附或解吸。
2015-11-16 cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph
High intrinsic lattice thermal conductivity in monolayer MoSi$_2$N$_4$
最近，成功合成了具有优异的环境稳定性、高载流子迁移率和中等带隙的新型二维（2D）MXene MoSi $_2$ N $_4$（Science 369，670，2020）。本文基于第一性原理计算，通过求解声子玻尔兹曼输运方程，预测了单层MoSi $_2$ N $_4$的本征晶格热导率。尽管Mo的原子质量很大且晶体结构复杂，但单层MoSi $_2$ N $_4$在300至800 K的宽温度范围内出人意料地表现出相当高的晶格热导率。在300 K时，其面内晶格热导率为224 Wm $^{-1}$ K $^{-1}$。详细的分析表明，大的群速度和小的非谐性是其高晶格热导率的主要原因。我们还计算了单层WSi $_2$ N $_4$的晶格热导率，它只比MoSi $_2$ N $_4$的晶格热导率小一点点。我们的研究结果表明，单层MoSi $_2$ N $_4$和WSi $_2$ N $_4$是未来纳米电子器件中潜在的二维热传输材料。
2021-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Half-metallicity in honeycomb-kagome-lattice Mg3C2 monolayer with carrier doping
为了获得高集成度、高性能的自旋电子器件，二维半金属材料一直是人们研究的热点。在这里，我们提出了一种具有蜂窝-kagome晶格的稳定的2D材料，即，基于第一性原理计算的Mg3 C2单分子层。该单层在其基态下是反铁磁（AFM）半导体。我们进一步证明，在这种二维材料中，从AFM半导体到铁磁半金属的转变可以通过载流子（电子或空穴）掺杂来诱导。这种磁性转变可以用Stoner判据来理解。此外，半金属度对于电子掺杂的系统来自于碳（C）原子的2 pz轨道，而对于空穴掺杂的情况来自于C2 px和2 py轨道。我们的研究结果突出了一种新的有前途的材料，具有可控的磁性和电子性能，面向2D自旋电子应用。
2018-03-15 cond-mat.mtrl-sci
Pd$_{2}$Se$_{3}$ Monolayer: A Promising Two Dimensional Thermoelectric Material with Ultralow Lattice Thermal Conductivity and High Power Factor
高功率因数和低晶格热导率是高效热电材料的两个基本要素。虽然过渡金属二硫属化合物的单层膜具有高的功率因数，但高的晶格热导率显著地阻碍了它们的实际应用。我们的第一性原理计算表明，这两个成分都很好地满足在最近合成的Pd $_{2}$硒$_{3}$单层，其晶体结构是由[硒$_{2}$ ] $^{2-}$二聚体，硒$^{2-}$阴离子，和Pd $^{2+}$阳离子在正方形平面的方式协调。我们对三阶原子间力常数的详细分析表明，与[Se $_2$ ] $^{2-}$二聚体相关的非谐性和软声子模导致Pd $_{2}$ Se $_{3}$单层的超低晶格热导率（300 ° K时，沿$a$ -和$b$ -轴的$^{-1}$ K $^{-1}$分别为1.5和2.9 Wm），其与诸如PbTe的高性能体热电材料的那些相当。此外，“布丁模具”型能带结构，造成的Pd $^{2+}$（$d^{8}$）的阳离子在一个正方形的平面晶场配位，导致高功率因数的Pd $_{2}$ Se $_{3}$单分子膜。因此，在中等载流子浓度下，可以实现具有相当高的$zT$的电子和空穴掺杂的热电材料，这表明Pd $_{2}$ Se $_{3}$是一种有前途的二维热电材料。
2018-04-18 cond-mat.mtrl-sci
Nonequilibrium entropy limiters in lattice Boltzmann methods
我们构造了一个用于格子玻尔兹曼方法（LBM）的非平衡熵限制器系统。这些限制器消除虚假振荡，而不模糊的冲击，并不影响光滑的解决方案。一般来说，它们对LBM的作用与通量限制器对有限差分、有限体积和有限元方法的作用相同，但对于LBM，非平衡熵限制器格式背后的主要思想是将标量场--非平衡熵--进行变换。有两类限制器：（i）基于非平衡熵的限制（熵“修剪”）和（ii）基于非平衡熵的过滤（熵过滤）。LBM的物理性质提供了一些额外的好处：控制熵产生和精确估计引入的人工耗散是可能的。构造的限制器进行了测试的经典数值例子：一维绝热激波管与初始密度比1：2和二维盖驱动腔雷诺数Re之间的2000和7500在一个粗糙的100*100网格。所有的限制器的建设都适用于熵和非熵准平衡。
2007-03-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Charge order with unusual star-of-David lattice in monolayer NbTe2
费米学和电子关联之间的相互作用是实现奇异量子相位的关键。过渡金属二硫属化物（TMD）1 T-TaS 2由于其独特的Mott绝缘相和电荷密度波（CDW）共存而引起了人们的极大关注。然而，如何费米学和电子关联与这些属性还有待澄清。在这里，我们证明了单层1 T-NbTe 2是一种新的二维TMD，它具有类似于散装TaS 2和同构单层NbSe 2的大卫星晶格，但表现出金属基态具有不寻常的晶格周期性root 19 xroot 19的特点是稀疏占据的大卫星晶格。通过使用角度分辨光电子能谱和扫描隧道光谱结合第一性原理能带结构计算，我们发现隐藏的费米面嵌套和相关的CDW形成是实现这种独特的相关金属态的主要原因，没有莫特间隙的签名。目前的结果指出，一个重要的作用，基本的费米学的特点莫特阶段的TMD。
2022-12-25 cond-mat.mtrl-sci
Pivotal role of magnetic ordering and strain in lattice thermal conductivity of chromium-trihalide monolayers
理解自旋和声子之间的耦合对于控制磁性材料中的晶格热导率（$κ_l$）至关重要，正如我们在这里展示的CrX $_3$（X = Br和I）单层。我们发现，这些化合物表现出大的自旋-声子耦合（SPC），占主导地位的Cr原子的面外振动，导致显着不同的声子分散在铁磁（FM）和顺磁（PM）相。晶格热导率计算提供了额外的证据，强SPC，特别是大的$κ_l$被发现的FM相。最引人注目的是，PM和FM阶段表现出根本不同的行为与拉伸应变，其中$κ_l$增加与PM阶段的应变，并强烈减少FM阶段-我们解释通过分析声子寿命和散射率。综上所述，我们揭示了非常高的意义SPC上的声子输运CrX $_3$单层，结果可扩展到其他二维磁性材料，这将是有用的热自旋器件的进一步设计。
2021-12-09 cond-mat.mtrl-sci
Biaxial tensile strain tuned up-and-down behavior on lattice thermal conductivity in $β$-AsP monolayer
各种具有石墨烯类屈曲结构的二维（2D）材料出现，并且最近已经从第一性原理计算提出$β$相AsP单层是热稳定的。热输运的研究对这些二维材料基纳米电子器件的研究具有重要意义。受此启发，通过求解线性化声子玻尔兹曼方程的单模弛豫时间近似（RTA）内的应变相关的声子输运的AsP单层的比较研究。结果表明，AsP单分子层的晶格热导率（$κ_L$）与具有类似屈曲结构的As单分子层的晶格热导率非常接近，这是由于As单分子层对AsP单分子层的声子寿命的降低与群速度的提高相互抵消的结果.相应的AsP单分子膜的室温薄层热导率为152.5 $\mathrm{W K^{-1}}$。值得注意的是，增加的拉伸应变可以硬化长波长的平面外（ZA）声学模式，并软化平面内的纵向声学（LA）和横向声学（TA）模式。计算结果表明，随着应变的增加，AsP单层膜的$κ_L$呈现非单调的上下运动。这种不寻常的应变依赖性是由于声子群速度的降低、ZA模声子寿命的提高和TA/LA模非单调上下声子寿命之间的竞争。结果表明，在所研究的应变范围内，$κ_L$以声学分支为主，ZA分支的贡献随应变的增加而增加，TA/LA分支的贡献则相反。通过分析累积$κ_L$相对于声子平均自由程（MFP）的变化，发现拉伸应变可以有效地调制AsP单分子膜中$κ_L$的尺寸效应。
2018-01-13 cond-mat.mtrl-sci
Frustration-induced magnetic bimerons in transition metal halide CoX2 (X = Cl, Br) monolayers
本研究结合第一性原理计算与 Monte Carlo 模拟，预测 CoCl2 和 CoBr2 单层中存在阻挫诱导的磁性双半子晶格，并揭示磁场与双轴应变对其尺寸、密度及取向的调控作用。
2023-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Phonon Coupled Scattering Caused Ultralow Lattice Thermal Conductivity and Its Role in The Remarkable Thermoelectric Performance of Newly Predicted SiS2 and SiSe2 monolayers
为了实现高效率的热电转换，不仅需要改进材料的性能，而且需要预测和合成新的热电材料。本文利用密度泛函理论和玻尔兹曼输运方程对新近预测的IVA-VIA族二维半导体SiS 2和SiSe 2单层膜的热电性能进行了系统的研究。我们计算的晶格热导率（kph）是超低的，这导致非常高的热电优值（ZT）值为0.78（0.80）在500 K的SiS 2（SiSe 2）单层。超低的kph值归因于声学和低频光学分支的声子-声子耦合，这导致较大的散射、低群速度、较小的平均自由程和较短的声子寿命。从我们的研究中还发现，p型掺杂比n型掺杂更有效地获得最佳的功率因数（PF）和ZT。我们的理论研究表明，新预测的半导体SiS 2和SiSe 2单层可以是非常有前途的热电材料，用于制造高效率的热电发电机，将废热转换为电能。
2021-01-22 cond-mat.mtrl-sci
Lattice Vibrational Modes and Phonon Thermal Conductivity of Monolayer MoS2
利用密度泛函微扰理论的第一性原理计算研究了单层MoS 2薄膜中与Umklapp散射相关的声子非谐行为和本征热导率.与石墨烯中低频模式的Gruneissen参数为负相反，单层MoS 2中整个布里渊区的Gruneissen参数为正，且声学模式的Gruneissen参数远大于光学模式的Gruneissen参数，表明单层MoS 2片具有正的热膨胀系数。对E ′和A2 ″的红外激活模的声子寿命计算值分别为5.50和5.72 ps，与用红外反射率谱拟合介质振荡器的实验结果符合得很好。拉曼A1'模的寿命（38.36ps）是红外模寿命的7倍。单层MoS 2的主要声子平均自由程小于20 nm，比石墨烯小约30倍。结合非平衡格林函数计算，单层二硫化钼的室温热导率被发现是约23.2 Wm-1 K-1，两个数量级低于石墨烯。
2013-12-13 cond-mat.mtrl-sci
Topologically stable bimerons and skyrmions in vanadium dichalcogenide Janus monolayers
我们从第一性原理出发研究了Janus构型的1 T-二硫属钒单分子膜（VSeTe、VSSe和VSTe）的磁相图。的磁交换，磁晶各向异性和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（ZH）的计算使用密度泛函理论计算，而温度和场依赖的磁相图模拟使用大规模的原子自旋模型中存在的热涨落。通过平均拓扑电荷与磁化率及其导数的交叉分析，确定了磁性有序相和顺磁相之间的边界。我们发现，在这样的Janus单分子膜，ε是大到足以稳定非平凡的手性纹理。在VSeTe单层中，对于面内场配置，非对称双分子晶格态是稳定的，而对于面外场配置，则形成skyrmion晶格。在VSSe单层中，Skyrmion晶格对于面外场配置是稳定的。这项研究表明，非中心对称的范德华磁性单层膜可以支持接近室温的拓扑纹理。
2020-11-16 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Surface Termination on the Lattice Thermal Conductivity of Monolayer Ti3C2Tz MXenes
最近，二维（2D）过渡金属碳化物和氮化物（MXene）在电子和电化学能量转换和存储装置中获得了显著关注，其中热产生显著影响这些装置的安全性和性能。本文采用密度泛函理论和声子玻尔兹曼输运方程研究了MXene中最早也是研究最多的单层Ti_3C_2Tz的热输运性质，并定量分析了表面终止（裸、氟和氧）对其晶格热导率的影响。我们发现，氟封端的Ti 3C 2 Tz的热导率（108 W/m.K）是大约一个数量级高于其氧封端的对应物（10 W/m.K）。我们的计算表明，氟端结构的热导率增加是由于其比热和群速度的增强以及声子散射率的降低。
2019-02-19 cond-mat.mtrl-sci
Effective lattice Hamiltonian for monolayer MoS2 : Tailoring electronic structure with perpendicular electric and magnetic fields
提出了一种描述单层$_2$低能带结构的有效晶格哈密顿量，并研究了垂直电场和磁场对其电子结构的影响.基于钼原子的$d$轨道和硫原子的$p$轨道的杂化，推导了一个紧束缚模型，然后利用准简并分割方法，引入了一个改进的单层MoS $_2$的双带连续模型.我们的理论证明了系统的低能激发不再是有质量的狄拉克费米子。它揭示了电子和空穴质量之间的差异，并提供了三角翘曲效应。此外，我们预测在朗道能级的谷简并打破效果。此外，我们也发现施加一个垂直于单层的闸极电压会改变电子结构，包括带隙和有效质量。
2013-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Realization of a two-dimensional checkerboard lattice in monolayer Cu$_2$N
本研究通过理论预测与实验验证，在 N/Cu(100) 和 N/Cu(111) 体系中实现单层 Cu$_2$N 的二维棋盘晶格，并证实其费米能级附近的空穴口袋及良好稳定性。
2023-06-09 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Valley contrasting chiral phonons in monolayer hexagonal lattices
在单层六方晶格中，布里渊区出现两个不等价的谷。在反演对称破缺的情况下，我们发现了具有圆极化和离子磁矩谷的手征声子。在谷中心，有一个三重旋转对称性赋予声子一个量子化的赝角动量，其中包括自旋和轨道部分。从赝角动量守恒、晶体动量守恒和能量守恒出发，得到了电子与声子谷间散射的选择定则。验证了单层二硫化钼中的手征谷声子，并预测了其选择规则。由于谷对比声子Berry曲率，也可以检测到谷声子霍尔效应。谷区对比手性声子与声子圆极化、离子磁矩、声子赝角动量、谷区声子霍尔效应一起，将构成未来谷区电子学和声子学应用的基础。
2015-02-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonmonotonic strain dependence of lattice thermal conductivity in monolayer SiC: a first-principles study
越来越多的二维（2D）材料已经在实验上实现或理论上预测，这在纳米和光电子学中具有潜在的应用。电子器件的各种应用与其热传输特性密切相关。通过求解线性化的声子玻尔兹曼方程，研究了具有理想平面六边形蜂窝结构的单层SiC中声子输运的应变依赖性。研究发现，单层SiC的室温晶格热导率（$κ_L$）比石墨烯的低两个数量级。低的$κ_L$是由于小的群速度和短的声子寿命，这也可以解释为极化共价键由于大的电荷转移从Si到C原子。在所考虑的应变范围内，证明了SiC单层膜是力学和动力学稳定的。随着拉伸应变的增加，SiC单层膜的$κ_L$表现出异常的非单调起伏行为，这是由于声子群速度的变化与低频声子模的声子寿命之间的竞争.在低应变（$<$ 8%）下，声子寿命的增加导致$κ_L$的增加，而在高应变（$>$ 8%）下，群速度的降低以及声子寿命的减少是导致$κ_L$减少的主要机制。我们的工作进一步丰富了二维六边形蜂窝结构材料的声子输运研究，并激发了进一步的实验研究。
2018-01-28 cond-mat.mtrl-sci
Effect of nonequilibrium phonons on hot-electron spin relaxation in n-type GaAs quantum wells
研究了非平衡纵向光学声子对$n$型GaAs量子阱中热电子自旋弛豫的影响。在面内电场的作用下，由于有限的弛豫速率，纵向光学声子被电子驱动到非平衡态。非平衡声子通过改变电子的加热和漂移，进而影响电子的自旋弛豫性质。自旋弛豫时间延长，由于增强的电子加热，从而在非平衡声子的存在下的电子-声子散射。自旋进动的频率大致与电子漂移速度成比例，可以增加（在低电场和/或高晶格温度下）或降低（在高电场和/或低晶格温度下）。当电子密度高而杂质密度低时，非平衡声子效应更为显著。
2010-01-15 cond-mat.mtrl-sci
Strong and Anisotropic Third Harmonic Generation in Monolayer and Multilayer ReS$_2$
我们报道了在单层和多层ReS $_2$中观察到的强的各向异性三次谐波产生。单层ReS $_2$，$\left| χ^{(3)} \right|$的三阶非线性光学极化率为$10^{-18} $ m $^2$ /V $^2$的量级，这比六方晶格过渡金属二硫属化物如MoS $_2$的报道结果高约一个数量级.多层样品的三阶非线性光学极化率也得到了类似的幅度。的THG场的强度被发现是依赖于入射光的偏振方向的单层和多层样品。点群对称性分析表明，这样的各向异性是不期望从一个完美的$1T$晶格，必须产生的ReS $_2$晶格中的扭曲。我们的研究结果表明，三倍频测量可以用来表征二维材料的晶格畸变，晶格畸变是重要的非线性光学性质的这种材料。
2016-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Sumanene monolayer of pure carbon: a two-dimensional Kagome-analogy lattice with desirable band gap, ultrahigh carrier mobility and strong exciton binding energy
提出二维苏曼烯晶格作为Kagome类比结构，通过第一性原理和GW-BSE计算证明其具有适中带隙、超高载流子迁移率和强激子结合能，有望用于光学器件。
2023-11-13 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Ultralow lattice thermal conductivity and electronic properties of monolayer 1T phase semimetal SiTe2 and SnTe2
二维层状过渡金属二硫属化合物（TMDs）的2 H相（三角棱柱D3 h）由于其优异的电学和光电性能而引起了人们的广泛兴趣。然而，基于2 H相的柔性电子器件和热电性能受到应变敏感电子带隙和高晶格热导率（kappa_L）的潜在限制。本文预测和计算了两种1 T（八面体Oh）相单层碲化物材料SnTe_2和SiTe_2的软力学、超低kappa_L和电子性质。计算的单层SnTe 2的面内杨氏模量比大多数1 T-MX2化合物软。此外，单层SiTe 2和SnTe 2在大的双轴应变下也具有相对柔性的电子性质，表明潜在的柔性电极材料。同时，单层SiTe 2和SnTe 2在室温下均表现出超低的\k{appa}_L（SiTe 2为2.27 W/mK，SnTe 2为1.62 W/mK）。考虑到声学和极性光学声子散射的电子弛豫时间，在600 K和900 K的品质因数（ZT）分别达到0.46和0.71单层SiTe 2和SnTe 2。
2019-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Decoupled Strain Response of Ferroic Properties in Multiferroic VOCl2 Monolayer
二维磁电多铁性材料是一种具有良好应用前景的小型化逻辑和存储器件材料。在这里，我们探讨了应变工程的有效性，最近预测的2D反铁磁铁电，VOCl 2单层的性能调整。有趣的是，我们发现，磁有序和电极化的强度可以独立地调整使用沿不同的面内晶格矢量的单轴拉伸应变。沿晶格矢量b的4%的拉伸应变引起从具有面外磁化的反铁磁（AFM）基态到具有面内磁化的铁磁（FM）基态的转变。另一方面，沿晶格矢量a的张应变增强了自发电极化的强度，而不影响磁有序。单分子膜在拉伸应变下保持动态稳定，这进一步有助于提高铁磁性和铁电性的居里温度。这种应变可调的多铁性材料为下一代纳米电子器件带来了巨大的希望。
2021-02-15 cond-mat.mtrl-sci
Spin-Lattice Coupling Induced Rich Magnetic States in CrF$_3$ monolayer
通过积分CrF$_3$单层的声子自由度推导包含四自旋项的有效哈密顿量，揭示了自旋-晶格耦合在铁磁与反铁磁相变边界附近诱导出多种分数磁化平台态。
2024-01-05 cond-mat.mtrl-sci
Ultra-low lattice thermal conductivity induces high-performance thermoelectricity in Janus group-VIA binary monolayers
本文采用第一性原理计算系统地研究了三种新的Janus STe $_{2}$、SeTe $_{2}$和Se $_{2}$ Te单层膜的电输运、热输运和热电性质，并与文献中不同方法的结果进行了比较。发现Seebeck系数和电导率具有相反的温度依赖性，并详细解释了这一现象。热电功率因数（PF）随温度的降低源于电导率的降低。为了获得精确和收敛的晶格热导率，计算均方根（RMS），以获得合理的三阶力计算的截止半径。Janus STe $_{2}$、SeTe $_{2}$和Se $_{2}$ Te单层膜在300 K下具有0.2、0.133和4.81 $\times10^{-4}$ W/mK的超低晶格热导率，这是由于声学模和低频光学分支之间的强耦合效应、低声子群速度、小声子寿命和大非谐性。因此，STe $_{2}$、SeTe $_{2}$和Se $_{2}$ Te的n型（p型）载流子掺杂获得了2.11（2.09）、3.28（4.24）和3.40（6.51）的超高$\textit{ZT}$值，表明它们是有前途的热电材料。
2022-11-18 cond-mat.mtrl-sci
Born effective charge removed anomalous temperature dependence of lattice thermal conductivity in monolayer GeC
由于在纳米和光电子学中的潜在应用，二维（2D）材料引起了人们极大的兴趣。它们的热输运性质与基于2D材料的器件的性能密切相关。在单模弛豫时间近似下，通过求解线性化的声子Boltzmann方程，研究了具有理想平面六边形蜂窝结构的单层GeC的声子输运.在不包括Born有效电荷（$Z^*$）和介电常数（$\varepsilon$）的情况下，晶格热导率（$κ_L$）在350 K以上几乎线性地减小，偏离通常的$κ_L$ $\sim$ $1/T$定律。其基本机制是由于高频光学声子模对$κ_L$的贡献随温度的升高而增加，并且在高温下其贡献超过了声学支的贡献。这可以通过Ge和C原子之间的原子质量差异引起的巨大的声子带隙来理解，这对涉及高频光学声子的散射过程产生了重要影响。当考虑$Z^*$和$\varepsilon$时，高频光学声子模的声子群速度和声子寿命相对于不考虑$Z^*$和$\varepsilon$的声子群速度和声子寿命明显降低。降低的群速度和声子寿命导致高频光学声子模对$κ_L$的贡献很小，这产生了单层GeC中传统的$κ_L$ $\sim$ $1/T$关系。计算结果表明，同位素散射也可以降低单层GeC中$κ_L$的异常温度依赖性。我们的工作突出了$Z^*$和$\varepsilon$在研究单层GeC声子输运中的重要性。
2018-04-04 cond-mat.mtrl-sci
Ultrahigh thermoelectric performance of Janus α-STe2 and α-SeTe2 monolayers
结合第一性原理计算和半经典Boltzmann输运理论，系统研究了Janus α-STe 2和α-SeTe 2单分子膜. Janus α-STe 2和α-SeTe 2单层膜是间接半导体，带隙为1.20和0.96 eV。发现它们在500 K时的ZT值分别为3.9和4.4，远高于原始α-Te单层膜的ZT值（2.8）。与原始的α-Te单层相比，由Janus结构产生的较高的ZT显著降低了晶格热导率。Janus单分子膜中较高的声子非谐性导致晶格热导率显著降低。对于晶格热导率很低的材料，电子热导率对热电效率的影响也很大。本工作表明了Janus α-STe 2和α-SeTe 2单层膜作为热电材料的潜在应用，并强调Janus结构是提高热电性能的有效途径。
2022-10-29 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Stability and magnetization of free-standing and graphene-embedded iron membranes
最近的实验实现单层铁膜在石墨烯穿孔的启发，我们进行从头计算嵌入在石墨烯中的铁单层和膜，以评估其结构稳定性和磁化。我们表明，单层铁有一个更大的自旋磁化每原子比散装铁和嵌入在石墨烯中的铁膜表现出自旋磁化单层铁。我们发现，独立的单层铁是结构上更稳定的三角形晶格相比，无论是正方形和蜂窝晶格。这与嵌入的Fe膜形成正方形晶格的实验观察相矛盾。然而，我们发现，嵌入在石墨烯穿孔的铁膜可以更稳定的正方形晶格配置相比，三角形。此外，我们发现正方形晶格具有较低的边缘形成能，这意味着正方形Fe晶格在膜形成期间可能是有利的。
2014-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
First-principles Study of Phonon Lifetime and Low Lattice Thermal Conductivity of Monolayer γ-GeSe: A Comparative Study
硒化锗（GeSe）是一种独特的二维（2D）材料，在环境条件下表现出各种稳定的多晶型。最近，合成了一种具有层状六方晶格的新相（γ-GeSe），其环境稳定性和非凡的电子电导率甚至高于石墨，而其单层是半导体的。本文利用第一性原理推导的力常数和Boltzmann输运理论，研究了单层γ-GeSe的晶格热导率（κ_l），并与单层α-GeSe和单层β-GeSe进行了比较。γ相的κ_l较低（5.50 W/mK），与α相和β相的κ_l相当。α-GeSe中的声学分支与光学分支很好地分离，限制了相空间中的散射通道，而对于\b{eta} -GeSe和γ-GeSe，声学分支与低频光学分支共振，促进了更多的声子-声子散射。对于γ-GeSe，累积κ_l是各向同性的，声子代表平均自由程（rMFP）最短（17.07 nm），表明γ相的κ_l受样品尺寸的影响较小，而α-GeSe的累积κ_l随平均自由程的增加而缓慢增长，rMFP较长（Z字形和扶手椅形方向分别为20.56和35.94 nm），显示出较强的κ_l尺寸依赖性。我们的工作表明，GeSe多晶型物具有整体低热导率，是热电和热管理应用的有前途的竞争者。
2022-10-17 cond-mat.mtrl-sci
Element-specific ultrafast lattice dynamics in monolayer WSe2
Technical University Berlin（柏林工业大学）；Fritz Haber Institute of the Max Planck Society（马克斯·普朗克学会弗里茨·哈伯研究所）；University of Münster（明斯特大学）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）；Fraunhofer Institute for Electronic Microsystems and Solid State Technologies (EMFT)（弗劳恩霍夫电子微系统和固态技术研究所(EMFT)）；Adam Mickiewicz University（亚当·密茨凯维奇大学）；Freie Universität Berlin（柏林自由大学）
本研究利用超快电子衍射研究单层WSe₂，提出提取原子位点特异性信息的方法，通过W与Se振动差异识别晶格非热演化阶段，结合声子色散揭示特定光学声子过布居及声子群能量转移过程，展示超快时域元素特异性振动解析的价值。
2024-05-27 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic Lattice Expansion of Monolayer WSe2 Revealed by Ultrafast Electron Diffraction
已知块体层状MX2过渡金属硫属化物（M = Mo、W和X = S、Se）随着层数减少而表现出间接到直接的带隙转变。以前的时间分辨的工作主要集中在光激发后的能带结构的瞬态演化的调查，但伴随晶格重排的动力学的额外信息是需要充分理解这种现象。在这里，超快电子衍射被用来探测原子的运动和键膨胀单层WSe 2与飞秒时间分辨率。布拉格衍射点的强度变化的特征在于单指数动力学，与电子-声子和声子-声子平衡期间晶格的集体响应一致，其在用超快脉冲照射的许多小时内是可重复的。此外，观察到瞬态和高度各向异性的晶格膨胀。对这种行为的一个可能的解释是由激光激发引起的轴向应变，其破坏了面内声子模式的简并性，并且强烈地影响电子能带结构。这种简并断裂诱导的晶格畸变的特点是在静态应变测量，这里提出的结果提供了宝贵的见解的性质和时间尺度的结构重排发生后，在单层钨二硒光激发。
2023-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Monolayer enhanced thermoelectric properties compared with bulk for BiTeBr
纳米结构被认为是获得优异热电性能的有效途径。本文采用第一性原理计算和半经典Boltzmann输运理论相结合的方法，研究了BiTeBr体材料和单层材料的热电性质，包括电子输运和声子输运。电子部分采用广义梯度近似（GGA）加自旋轨道耦合（SOC），声子部分采用GGA。研究发现，由于SOC对能带结构有明显的影响，SOC对电子输运系数有重要的影响。在p型掺杂中，单层材料在较宽的掺杂范围内具有比体材料更大的塞贝克系数，这有利于获得优异的热电性能。计算得到的室温下体材料的平均晶格热导率为1.71 $\mathrm{W m^{-1} K^{-1}}$，与实验值1.3 $\mathrm{W m^{-1} K^{-1}}$接近。计算结果表明，单层材料具有比块体材料更好的$ZT_e$和更低的晶格热导率，表明单层材料具有比块体材料更好的热电性能。由于声子寿命较短，单层材料的晶格热导率比体材料低。通过比较体相电导率的实验值和计算值，确定了$\times$ $10^{-14}$的散射时间为3.3 s。基于电子和声子输运系数，计算了体材料和单层材料的热电优值$ZT$。结果表明，室温下，单层膜的$ZT$峰值比体膜高，n型掺杂时单层膜的$ZT$峰值可达0.55，p型掺杂时单层膜的峰值可达0.75。这些结果表明，单层BiTeBr可能是一个潜在的二维（2D）热电材料，这可以刺激进一步的实验工作，合成单层BiTeBr。
2017-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast Phonon-Diffuse Scattering as a Tool for Observing Chiral Phonons in Monolayer Hexagonal Lattices
该研究提出超快声子漫散射可直接观测六方二维材料中谷极化激发产生的手性声子，结合从头算计算为研究载流子谷退极化机制提供新途径。
2023-03-09 cond-mat.mtrl-sci
Phonon-Mediated Superconductivity near the Lattice Instability in Hole-doped Hydrogenated Monolayer Hexagonal Boron Nitride
采用密度泛函理论与局域密度近似，我们表明，完全氢化的单层六方氮化硼（H $_2$ BN）的直接带隙为2.96 eV的蓝光区，而原始的$\textit{h}$ -BN具有更宽的间接带隙为4.78 eV。空穴掺杂的H $_2$ BN在低载流子密度（$n$）下是稳定的，但在较高的$n$下变得动态不稳定。我们预测，它是一个声子介导的超导体的转变温度（$T_c$），可以达到$\sim$ 31 K在$1.5\times$ $10^{14}$空穴的$^{-2}$附近的晶格不稳定性。通过施加6%的双轴拉伸应变以及在接近新的晶格不稳定性的$^{-2}$的$3.4\times$ 10个$^{14}$孔cm的$n$处的掺杂，$T_c$可以被增强到$\sim$ 82 K。
2021-09-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Effective lattice Hamiltonian for monolayer tin disulphide: tailoring electronic structure with electric and magnetic fields
采用第一性原理计算和紧束缚（TB）近似相结合的方法，研究了最近合成的金属二硫属化合物单层硫化锡（ML-SnS 2）的电子性质.提出了一种基于六个三角旋转对称的杂化类sp轨道的有效晶格哈密顿量，计算了ML-SnS 2的能带结构和态密度，在较宽的能量范围内与相对论密度泛函理论计算结果吻合较好.我们表明，建议的TB模型可以很容易地应用到外部电场的情况下，产生的结果与从完整的哈密顿结果。在垂直磁场作用下，得到了高度简并的等间距朗道能级，表现出典型的二维电子气行为。因此，所提出的TB模型提供了一种简单的新方法来描述ML-SnS 2的新特性。
2018-04-09 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Phase Transition and Field Effect Topological Quantum Transistor made of monolayer MoS2
采用双带哈密顿模型研究了单层二硫化钼（MoS2）的拓扑相变和拓扑量子场效应晶体管。在不考虑哈密顿量中的二次对角项的情况下，我们证明了该相图包含量子反常霍尔（QAH）、量子自旋霍尔（QSH）和自旋量子反常霍尔效应（SQAH）区域，使得拓扑基尔霍夫定律在平面内满足.通过考虑q^2对角项和包含一个谷，证明了MoS2具有非平凡拓扑，并且谷陈数对于每个自旋都不为零。我们证明了在自旋谷狄拉克质量方程中加入（删除）q^2对角项后，波函数在（或不在）边缘局域化。利用非平衡格林函数方法计算了锯齿形MoS2纳米带的量子电导，并展示了该器件作为场效应拓扑量子晶体管的工作原理。
2018-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Realizing a Superconducting Square-Lattice Bismuth Monolayer
在超导Pb薄膜上异质外延生长了具有C4对称性和条纹状moire结构的近邻诱导超导正方晶格铋单层，DFT预测其费米能级存在Rashba型自旋劈裂Dirac能带，为拓扑超导研究提供了新平台。
2023-04-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
The effect of finite-temperature and anharmonic lattice dynamics on the thermal conductivity of ZrS2 monolayer: self-consistent phonon calculations
二维（2D）ZrS2单层（ML）由于其高的热电（TE）品质因数而成为热电（TE）器件应用的有希望的候选者，这主要是由于其固有的低晶格热导率。本文研究了晶格非谐性对ZrS2 ML热输运的影响。计算是基于自洽声子（SCP）理论计算的热力学参数以及晶格热导率。通过使用有效的压缩感测晶格动力学技术来提取高阶（四次）力常数，该技术基于新兴的机器学习程序来估计必要的数据，作为计算上昂贵的密度泛函理论计算的替代方案。在考虑四次非谐性的情况下，预测了低能光模振动频率的简并和硬化的解决。与传统的玻尔兹曼输运方程（BTE）方法相比，发现SCP + BTE方法中优化的ZrS2 ML晶胞的晶格热导率显著增强（例如，300K时的21%）。这种增强是由于包含在SCP理论中的非谐频率重整化贡献的声子线宽相对较低的值。主要是，传统的BTE方法忽略了声子频率的温度依赖性，由于谐波晶格动力学的考虑和对待的正常过程中的三声子散射不正确的，由于使用准粒子寿命。这些局限性在SCP + BTE方法中得到解决，这表明了这种方法的有效性和准确性。
2021-08-12 cond-mat.mtrl-sci
Strain induced large enhancement of thermoelectric figure-of-merit ($ZT\sim 2$) in transition metal dichalcogenide monolayers ZrX$_2$ (X= S, Se, Te)
二维IV族过渡金属二硫属化物具有令人鼓舞的热电应用，因为它们的电子和晶格性质可以用应变来操纵。本文采用第一性原理方法研究了ZrX $_2$（X = S、Se、Te）的热电参数，如电导率、Seebeck系数、电驰豫时间以及模式对晶格热导率的贡献。我们的计算表明，由于拉伸应变，功率因数增加，同时降低晶格热导率，从而提高热电优值。拉伸应变使带隙变宽，这对应于更高的功率因数。晶格热导率由于面外声子模的硬化而降低，从而降低非谐散射寿命并增加热电优值。
2020-01-28 cond-mat.mtrl-sci
Floquet engineering of strongly-driven excitons in monolayer tungsten disulfide
量子材料与强激光场相互作用可以诱导出奇异的非平衡电子态。单层过渡金属二硫属化物是一类具有显著量子限制的新型直接带隙半导体，为准粒子电子空穴态或激子的Floquet工程提供了绝佳的机会。强场驱动有可能实现对电子能带结构的增强控制，从而有可能开辟激子光-物质相互作用的新领域。然而，强驱动激子的实验实现迄今为止仍然遥不可及。在这里，我们使用低于光学带隙的中红外激光脉冲激发单层二硫化钨高达0.3 V/nm的场强，并证明强场光敷料的激子超过一亿电子伏。我们的高灵敏度瞬态吸收光谱进一步揭示了在1 s激子共振以下形成的虚拟吸收特征，该特征被分配给来自暗2 p激子状态的光修饰边带。量子力学模拟证实了实验结果，使我们能够检索激子动力学的真实空间电影。这项研究推进了我们对强场区激子动力学的理解，并展示了利用超快，强场现象在二维材料器件应用中的可能性。
2022-10-31 cond-mat.mtrl-sci
Spin splitting and strain in epitaxial monolayer WSe$_2$ on graphene
我们提出了单层WSe $_{2}$的电子和结构特性的脉冲激光沉积单层石墨烯（MLG）上的SiC。通过角分辨光电子能谱（ARPES），WSe $_{2}$价带中在$\overline{\mathrm{K}}$处的自旋分裂为$Δ_\mathrm{SO}=0.469\pm0.008$ eV。基于同步加速器的掠入射面内X射线衍射（XRD）揭示了单层WSe $_{2}$的面内晶格常数为$a_\mathrm{WSe_2}=3.2757\pm0.0008 \mathrm{Å}$。这表明来自本体WSe $_{2}$的~ 0.19%的晶格压缩。通过使用实验确定的石墨烯晶格常数通过对单层WSe $_{2}$（$a_\mathrm{MLG}=2.4575\pm0.0007 \mathrm{Å}$）进行XRD和第一性原理计算，我们发现轻微压缩的WSe $_{2}$的3 $\times$ 3晶胞与失配低于0.03%的4 $\times$ 4石墨烯晶格完全相称，这可以解释单层WSe $_{2}$压缩在MLG上的原因。我们的结论是，观察到的应变大小小到可以忽略不计，以解释早期ARPES中在剥离和外延单层之间发现的$Δ_\mathrm{SO}$的差异。此外，角分辨，紫外和X-射线光电子能谱学揭示了WSe $_{2}$和MLG/SiC之间的能带排列，并表明电子从石墨烯转移到WSe $_{2}$单层。如原子力显微镜进…
2019-12-10 cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric and lattice dynamics properties of layered MX (M = Sn, Pb; X = S, Te) compounds
铅和锡硫族化合物由于具有良好的热电性能而得到了广泛的研究。进一步提高其TE效率已被报道后，减少的尺寸，这是一个重要的特点，在现代设备的制造。利用密度泛函理论结合半经典Boltzmann输运理论，研究了二维MX（M = Sn，Pb; X = S，Te）单分子膜的结构、电子和TE性质.自旋轨道耦合对它们的电子结构有显著的影响，特别是对于重质化合物。结构优化后的声子输运研究表明，矩形（γ-）相是能量上最有利的SnS和SnTe单层，而方形结构被发现是最稳定的PbS和PbTe单层。我们的研究结果与以前的研究结果是一致的。这些2D材料表现出高塞贝克系数和功率因数以及低晶格热导率，这是良好TE材料的基本特征。在700 K时，n型SnS、SnTe、PBS和p型PbTe单层膜的最大优值（ZT）分别为1.04、1.46、1.51和1.94，高于它们的体ZT值。因此，这些单层是TE应用的有希望的候选者。
2020-04-01 cond-mat.mtrl-sci
Colossal Spin--Lattice--Charge Coupling in Noncollinear Ferrimagnetic NbMnX$_2$ ($X$ = S, Se, Te) Monolayers
Southwest University（西南大学）；South China Normal University（华南师范大学）
研究确定了居里温度最高313 K的非共线亚铁磁NbMnX₂单层，其自旋与晶格、电荷强耦合，可实现弹性模量大幅变化、增强磁热响应及高各向异性磁阻，是二维多功能平台。
2026-10-14 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
