Optical far-infrared properties of graphene monolayer and multilayers
考虑带内电导和带间电子吸收,分析了石墨烯单层和多层膜在远红外波段的反射率随频率、温度和载流子密度的变化规律。利用麦克斯韦方程组计算了多层膜等离子体模的色散,并考虑了延迟的影响。在低温和高电子密度下,多层膜的反射率随频率的变化具有急剧的下降和随后的深阱,这是由于电子带间吸收的阈值。
2007-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Polarizability and Screening in Chiral Multilayer Graphene
我们计算了多层石墨烯的静态极化率,研究了堆叠排列、载流子密度和现场能量差对石墨烯屏蔽性能的影响。在低密度下,多层石墨烯的能谱由一组手性二维电子系统描述,并且相关的手性性质决定了多层石墨烯的屏蔽性质,其根据手性指数是偶数还是奇数而显示出非常不同的行为。随着密度增加,能谱遵循单层石墨烯的能谱,因此极化率接近单层石墨烯的极化率。石墨烯极化率对手性和分层的定性依赖性表明了不同石墨烯量子相作为手性指数的函数的可能性。
2012-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Investigation of Band-Offsets at Monolayer-Multilayer MoS2 Junctions by Scanning Photocurrent Microscopy
MoS 2的能带结构随厚度的变化表明在单层(1 L)和多层(ML)薄膜的界面处存在能带的不连续性。这种异质结的特性进行了分析,在这里使用电流与电压的测量,扫描光电流显微镜,和有限元模拟的载流子运输。整流I-V曲线之间的接触对两侧的1 L-ML结,并观察到一个强大的偏置依赖的光电流在结。不同的载流子浓度和电子亲合势的有限元器件模拟表明,在单层/多层结的II型带对齐再现的整流电特性和偏置下的光电流响应。然而,零偏置结光电流及其能量依赖性不能用传统的光伏和光热电机制来解释,表明热载流子的贡献。
2015-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Screened Strong Coupling of Excitons in Multilayer WS2 with Collective Plasmonic Resonances
我们证明了在室温下,二硫化钨(WS 2)中的直接跃迁激子与集体等离子体共振的强耦合。我们使用由金属纳米颗粒的周期性阵列形成的开放等离子体腔。我们显示出明确的反交叉与单层,双层和更厚的多层WS 2的纳米粒子阵列的顶部。这样的混合系统的拉比能量从50到110毫电子伏从单层到16层,而它不缩放与集体强耦合预期的层数的平方根。我们证明了平面外耦合分量可以忽略不计,因为正常的字段是由于高折射率对比度的介质层屏蔽。即使在单层膜外激子的面内偶极矩减小,但分布在薄片中的强面内场仍然可以增强与多层膜的耦合强度。然而,屏蔽的面外场导致拉比能量的饱和。所实现的具有开放腔的TMD多层膜的相干耦合可以用于操纵二维半导体中激子的动力学和输运以及开发超快谷/自旋电子器件。
2018-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magneto-optical properties of multilayer graphenes
对石墨烯多层膜的磁光吸收特性进行了理论研究。结果表明,光谱可以被分解成子组件有效地相同的单层或双层石墨烯,使我们能够系统地了解光谱的层数的函数。奇数层石墨烯总是表现出与sqrt(B)成比例地偏移的吸收峰,其中B是磁场,这是由于有效单层样子带的存在。我们提出了一种可能性,即使在混合物中的多层石墨烯薄膜与各种层数观察的单层光谱。
2008-03-20 cond-mat.mes-hall
Differences in the Mechanical Properties of Monolayer and Multilayer WSe2/MoSe2
过渡金属二硫属化合物是一种二维结构,具有优异的电子、化学、光学和力学性能。这些结构的单层和晶体性质已被广泛研究,但对其少层结构的性质的详细了解仍然缺失。在这项工作中,我们研究了单层和多层WSe 2和MoSe 2之间的机械差异,通过完全原子分子动力学模拟(MD)。结果表明,沉积在硅衬底上的单层WSe_2/MoSe_2具有比2、3和4层结构更大的摩擦系数。对于所有考虑的情况,总是更容易剥离和/或断裂MoSe 2结构。这些结果表明,第一层和衬底之间的相互作用比层间相互作用本身更强。其他纳米材料也有类似的发现,人们推测这是否是二维层状材料的普遍行为。我们还分析了骨折模式。我们的研究结果表明,断裂是手性依赖的裂纹扩展优先垂直于W(Mo)-Se键和更快的锯齿状缺陷。
2018-01-17 cond-mat.mes-hall
Valley and Zeeman Splittings in Multilayer Epitaxial Graphene Revealed by Circular Polarization Resolved Magneto-infrared Spectroscopy
在高达17.5 T的强磁场中,利用可调谐量子级联激光器对多层外延石墨烯(MEG)进行了圆偏振分辨磁红外研究。解析了MEG单层和双层石墨烯包裹体中的朗道能级(LL)跃迁,并在提取的电子能带结构中观察到相当大的电子-空穴不对称性。对于单层石墨烯,证明了$n=0$到$n=1$ LL跃迁的四重分裂,并归因于第零LL的谷和自旋简并的提升以及电子-空穴对称性的破缺。分裂的磁场依赖性进一步揭示了其可能的机制。对实验数据的最佳拟合分别产生谷分裂和塞曼分裂的有效$g$因子,$g^*_{VS}=6.7$和$g^*_{ZS}=4.8$。
2019-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Orbital diamagnetism in multilayer graphenes: Systematic study with the effective mass approximation
本文在有效质量近似下对多层石墨烯的轨道磁性进行了理论研究。哈密顿量和因此的磁化率可以被分解成来自相当于单层或双层石墨烯的子系统的贡献。单层型子带仅存在于奇数层中,并在$E_F=0$处表现出δ函数磁化率。由于三角形翘曲以及远离$E_F=0$的对数拖尾,出现在每个层数中的双层型子带在$E_F=0$附近给出奇异结构。磁化率对能量的积分近似地仅由层数给出。
2007-12-17 cond-mat.mes-hall
Exceptional high Seebeck Coefficient and Gas-Flow-Induced Voltage in Multilayer Graphene
单层石墨烯的Seebeck系数是块状石墨的几倍,气流感应电压是块状石墨的20倍。在这里,我们发现,多层石墨烯的塞贝克系数随着层数的增加而单调增加,并在六层时达到峰值,比单层高约77%,然后降低,尽管电阻随着层数的增加而单调降低。在2、4、5、6、7层石墨烯中的流动诱导电压显著高于1、3、8层石墨烯,这与其应与塞贝克系数成比例的流行观点相反。这些厚度效应也与连续铝纳米膜形成鲜明对比。
2012-03-02 cond-mat.mes-hall
Tuning the electronic transport properties of graphene through functionalisation with fluorine
石墨烯的电子性质的工程化引发了人们对电子学和光电子学潜在应用的极大兴趣。在这里,我们展示了通过氟官能化来调节石墨烯单层和多层的电子输运性质的可能性。我们表明,通过调整氟含量不同的电子传输制度可以访问。对于单层样品,随着氟含量的增加,我们观察到电子输运从二维Mott变程跳跃到Efros-Shklovskii变程跳跃的转变。具有高浓度氟的多层氟化石墨烯显示二维Mott可变范围跳跃传输,而CF 0.28多层薄片具有0.25eV的带隙并显示热激活传输。我们的实验结果表明,控制石墨烯功能化程度的能力有助于设计石墨烯材料的不同电子特性。
2011-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrochemical behaviour of monolayer and bilayer graphene
剥离的单层和多层石墨烯片的电化学性能的研究结果。将石墨烯薄片沉积在硅/氧化硅晶片上,以通过光学显微镜和拉曼光谱进行快速准确的表征。导电银漆和银线用于制造接触;环氧树脂用作掩蔽涂层以暴露稳定的、明确限定的石墨烯区域。多层和单层石墨烯微电极在铁氰化钾的伏安测量过程中表现出准可逆行为。然而,估计单层石墨烯薄片的标准非均相电荷转移速率常数k°更高。
2011-10-07 cond-mat.mes-hall
Persistent Dirac Fermion State on Bulk-like Si(111) Surface
在Ag(111)上生长的“多层硅烯”膜的厚度增加到30个单层(ML)以上。我们发现这种“多层硅烯”确实是一种体硅(111)膜。Ag(111)表面的Si膜总是呈现出一种根部(3)×根部(3)的蜂窝状超结构。表面的准粒子干涉图(QPI)显示出离域的表面态和线性的能量-动量色散,证明了狄拉克费米子态的存在。我们的研究结果表明,具有金刚石结构的体硅也可以容纳狄拉克费米子,这使得该系统更有吸引力的进一步应用相比,单层硅烯。
2014-05-29 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
How does Goldene Stack?
本文利用密度泛函理论计算揭示了多层 Goldene 的堆叠演化规律:六层以内保持 AA 型堆叠,七层时自发转变为块体金 FCC 结构,并发现量子限域导致单层与多层 Goldene 在 Dirac 锥数量及光学吸收各向异性上的显著差异。
2024-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strong substrate strain effects in multilayered WS2 revealed by high-pressure optical measurements
二维材料的光学性质可以通过形变基底产生的应变来有效地调节。本文采用基于密度泛函理论和有效Bethe-Salpeter方程的第一性原理计算结合高压光学测量方法,研究了应变和介电环境对多层过渡金属二硫属化物电子能带结构和光学性质的影响.我们的研究结果表明,WS 2保持完全粘附到基板上至少高达-0.6%的面内压缩应变的广泛的基板材料。我们提供了一个有用的模型来描述应变对光学带隙能量的影响。相应的实验确定的WS 2单层的面外和面内应力计因子分别为-8和24 meV/GPa。异常大的面内规范因子确认过渡金属二硫属化物作为非常有前途的候选人灵活的功能。最后,我们讨论了压力演化的光学跃迁密切说谎的A激子体WS 2以及直接到间接的单层压缩时的过渡。
2022-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
h-BN layer induced chiral decomposition in the electronic properties of multilayer graphene
讨论了非对称堆积结构的手征分解。结果表明,沉积在h-BN上的Bernal堆叠石墨烯多层膜的低能电子结构由手征赝自旋二重态组成.如果N是偶数,则h-BN层上的N层石墨烯原料具有N/2个有效双层石墨烯系统和一个有效h-BN层,或者如果N是奇数,则具有(N-1)/2个有效石墨烯双层加上一个由h-BN层改性的石墨烯单层。我们提出的分解过程,我们得到的手征子系统的有效参数表征的递归关系。在这种情况下,有效参数包括层间耦合和现场电位,与仅修改层间耦合的纯石墨烯多层系统相反。我们应用这一程序来讨论克莱因隧穿现象,并定量比较与纯石墨烯多层系统的结果。
2017-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Influence of the effective layer thickness on the groundstate and excitonic properties of transition-metal dichalcogenide systems
本文提出了一个计算过渡金属-二硫族化合物单层和多层体系相互作用基态和近带隙光谱的自洽方案。该方法结合了多层环境中的库仑相互作用势的介电模型,重整化基态的间隙方程,和Dirac-Wannier方程来确定激子的性质。为了解释垂直于其基本平面的单个单分子膜的延伸,在库仑相互作用势中引入了有效厚度参数。的例子的MoS $_2$的数值计算表明,所产生的有限尺寸效应导致显着的修改的光学光谱,再现实验观察到的激子共振系列的非氢的功能。应用多层结构的理论,从单层到大块的近带隙光学性质得到一致的描述。除了众所周知的面内激子,层间激子也发生在多层系统中,这意味着对大块材料实验结果的重新解释。
2017-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Titanium trisulfide monolayer: A new direct-gap semiconductor with high and anisotropic carrier mobility
一种新的二维层状材料,即三硫化钛(TiS $_3$)单层片,被预测具有所需的电子性能的纳米电子应用。基于密度泛函理论和形变理论框架下的第一性原理计算,我们证明了TiS $_3$二维晶体是一种带隙为1.06 eV、载流子迁移率高的直接带隙半导体.更值得注意的是,2D TiS $_3$的面内电子迁移率是高度各向异性的,在\emph{b}方向上达到$\sim$ 10,000 cm $^2$ V $^{-1}$ s $^{-1}$,其高于MoS $_2$单层的面内电子迁移率。同时,空穴迁移率降低约两个数量级。我们还发现,散装的TiS $_3$具有较低的裂解能量比石墨,表明剥离的TiS $_3$单层或多层的可能性高。通过声子谱计算和\emph{NPT}系综中的Born-Oppenheimer分子动力学模拟,考察了TiS $_3$单层的动力学和热稳定性。预测的新的电子性能,使TiS $_3$单层在未来的纳米电子学应用有吸引力的二维材料。
2015-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hot phonon decay in supported and suspended exfoliated graphene
近红外泵浦探测光谱已被用于测量单层和多层石墨烯中光激发载流子的超快动力学。我们观察到两个衰变过程发生在100 fs和2 ps的时间尺度。第一个是由于系统中的快速电子-声子热化。第二个时间尺度被发现是由于热声子的缓慢衰减。使用一个简单的理论模型,我们计算热声子衰减率,并表明它是显着更快的单层薄片比多层的。在最近的索赔相比,我们表明,这种增强的衰减率是不是由于耦合到基板声子,因为我们也看到了同样的效果在悬浮薄片。可能的内在衰变机制,可能会导致这样的效果进行了讨论。
2010-12-17 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
Wafer-Scale Single-Crystalline Monolayer Graphene
Chalmers University of Technology(查尔姆斯理工大学);KTH Royal Institute of Technology(瑞典皇家理工学院);Clemson University(克莱姆森大学);RISE (Research Institutes of Sweden)(瑞典研究院);Gothenburg University(哥德堡大学);Stockholm University(斯德哥尔摩大学);Nordita(北欧理论天体物理学中心)
通过一步剥离法在硅碳化物上制备出无多层域的单晶单层石墨烯,实现了晶圆级高质量石墨烯的生产。
2025-11-29 cond-mat.mes-hall
Rydberg series of intralayer K-excitons in WSe$_2$ multilayers
本研究结合磁反射实验与$\boldsymbol{k\cdot p}$理论建模,探究不同厚度WSe$_2$多层膜的激子共振起源,发现双层、三层、四层膜分别存在1个、2个、4个层内K激子里德伯系列,完善了多层膜激子性质的认知。
2024-11-04 cond-mat.mes-hall physics.optics
Effects of the number of layers on the vibrational, electronic and optical properties of alpha lead oxide
我们用第一性原理计算研究了层数对$α$ -PbO的结构、振动、电子和光学性质的影响。我们的理论计算表明,由于力常数的减小和键长的增加,$α$ -PbO的四个拉曼活性模有从体相到单分子层的红移趋势。它已被证明,而块体和多层$α$ -PbO具有间接带隙,单层形式具有2.59 eV的直接带隙值。虽然铅原子具有5d态,但自旋-轨道耦合并不显著影响$α$ -PbO的能带结构。计算的解理能值(0.67 J/m $^2$)证实,单层PbO可以很容易地从其本体对应物通过剥离方法获得。除了能带结构,我们还计算了$α$ -PbO结构的光学性质和吸收光子通量$J_{abs}$,以研究太阳吸收的可能性。我们的计算表明,虽然单层和双层PbO具有相对较大的带隙和较低的吸收系数,其$J_{abs}$值是不理想的太阳能吸收器件。相比之下,$α$ -PbO的多层相和体相显示出与太阳光谱的良好重叠,并产生高电流值。计算结果表明,$α$ -PbO复合薄膜(如厚度为3 nm)可以作为太阳能电池的理想材料。我们相信,我们的工作可以用来改善电子和光学器件的基础上的铅氧化物结构。
2018-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Cross-dimensional valley excitons from Förster coupling in arbitrarily twisted stacks of monolayer semiconductors
本文研究任意扭转单层半导体堆叠中由Förster耦合产生的跨维度谷激子,揭示其维度由面内动量调控,并提出利用间隔层厚度和台阶边缘工程化拓扑界面激子,为谷激子光电子学三维集成开辟新途径。
2022-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multilayer C2N: Effect of Stacking Order and Number of Layers on Bandgap and Its Controlled Electronic Properties by External Electric Field
成功合成了氮化多孔二维结构C2 N(Nat. Commun. 2015,6,1-7)提供了一种具有成本效益的方法来产生具有新的光学和电子特性的其他2D材料。以少层C2 N为模型,我们对层状C2 N的电子性质进行了从头算研究。该系统的带隙随层数的增加而单调减小。在体C2 N处有直接能隙到间接能隙的转变。另外,当在少层C2 N上施加面外电场时,多层C2 N的带隙会随着电场的增大而减小,在适当的电场下,五层C2 N会发生超导-半金属转变,而单层C2 N的带隙在电场下基本不变。C2 N层由于其禁带宽度可调范围大,在纳米电子和光电子器件中具有广阔的应用前景。
2015-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Reduction of Interlayer Interaction in Multilayer Stacking Graphene with Carbon Nanotube Insertion: Insights from Experiment and Simulation
本研究结合逐层干法转移实验、拉曼光谱、原子力显微镜与分子动力学模拟,证明插入CNT纳米间隔物可增大多层石墨烯层间距并减弱层间相互作用。
2023-12-06 cond-mat.mes-hall
Electronic structure and conductivity in functionalized multilayer black phosphorene
本文采用单轨道紧束缚模型,以原子空位和Anderson无序分别模拟共价与非共价功能化,揭示其对单层、少层及体相黑磷电子结构、量子扩散和迁移率隙的不同影响。
2024-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonlinear Optical Properties of Transition Metal Dichalcogenide MX$_2$ (M = Mo, W; X = S, Se) Monolayers and Trilayers from First-principles Calculations
由于不存在层间耦合和反转对称性,过渡金属二硫属化物(MX $_2$)半导体单层表现出明显不同于其体晶体的新颖性质,例如直接光学带隙、大带自旋分裂、自旋谷耦合、压电和非线性光学响应,因此在例如,光电和自旋电子器件。本文采用广义梯度近似加剪刀修正的密度泛函理论,对MX $_2$(M = Mo,W; X = S,Se)单层膜和三层膜的二阶非线性光学性质进行了系统的第一性原理研究.结果表明,四种MX $_2$单层膜在光频范围内均具有较大的二阶光学极化率$χ^{(2)}$,在低频范围内均具有显著的线性电光系数,表明它们在非线性光学器件和电光开关中具有潜在的应用前景. MX $_2$三层的$χ^{(2)}$光谱总体上类似于相应的MX $_2$单层,{ \it}尽管幅度降低了大约3倍。从能带结构和光学介电函数的角度分析了MX $_2$多层膜的$χ^{(2)}$谱的显著特征,并与已有的实验结果进行了比较。
2014-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical response of monolayer, few-layer and bulk tungsten disulfide
我们提出了一个全面的光学研究薄膜的二硫化钨(WS $_2$)的层厚度范围从单到八层和散装限制。结果表明,单层WS $_2$的光学带隙吸收受一个中性激子和两个不同的带负电荷激子产生的竞争共振控制,这些激子对光的总体吸收的贡献随着温度和载流子浓度的变化而变化。发现单层WS $_2$的光致发光响应主要由无序/杂质和/或声子辅助的复合过程主导。多层WS $_2$中的间接带隙发光被证明是声子介导的过程,其能量随层数的演化令人惊讶地遵循二维限制的简单模型。的直接带隙响应(A和B共振)的能量位置仅弱依赖于层的厚度,这强调了近似补偿的效果的激子结合能的减少的收缩的表观带隙。多层WS $_2$中的A激子吸收型光谱显示出非平凡的精细结构,该结构是由布里渊区K点附近电子态的特定杂交引起的。温度对各种WS $_2$层的吸收光谱和光致发光光谱的影响也被量化。
2017-06-28 cond-mat.mes-hall
Edge superconductivity in Multilayer WTe2 Josephson junction
WTe 2是一种II型Weyl半金属,在体材料中(001)面上存在二维费米弧,在单层材料中存在一维螺旋边态。这些特征近年来在凝聚态物理中引起了广泛的关注。然而,在体和单层之间的中间区域,边缘态由于其闭合的带隙而没有被解析,这使得体态占主导地位。在这里,我们报告的签名的边缘超导量子干涉测量多层WTe 2约瑟夫森结,我们直接映射本地化的超导电流。在厚的WTe 2(~60 nm)中,超导电流由具有对称约瑟夫森效应($\left|I_c^+(B)\right|=\left|I_c^-(B)\right|$)的体态均匀分布。然而,在薄的WTe 2(10 nm),超电流变得局限于边缘,其宽度达到1.4 μ m,并表现出非对称行为$\left|I_c^+(B)\right|\neq \left|I_c^-(B)\right|$。通过改变厚度和边缘超导性来调整边缘支配的能力建立了WTe 2作为具有奇异量子相位和丰富物理学的有前途的拓扑系统。
2020-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Gate-induced Superconductivity in atomically thin MoS2 crystals
当变薄到原子尺度时,许多层状范德华材料表现出其电子性质的有趣演变,其主要方面可以通过单粒子能带结构的变化来解释。还观察到由相互作用驱动的现象,但确定其厚度依赖性的实验系统趋势是具有挑战性的。在这里,我们探讨了门诱导的超导电性在剥离的二硫化钼多层膜的演变,从散装样的个人单层。我们观察到一个明确的过渡,所有的厚度下降到最终的原子极限,提供了第一个演示的超导原子薄剥离晶体。此外,我们通过测量大量多层器件中的临界温度(TC)和磁场(BC)来表征超导状态,当它们的厚度减小时。的超导性能变化顺利下降到双层,和TC和BC的显着减少被发现发生时,从双层单层,我们讨论了可能的微观机制。发现门诱导超导性在单个单层中持续存在,这形成了更复杂的范德华异质结构的基本构建块,为在原子尺度上设计材料的电子特性开辟了新的可能性。
2015-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Width-dependent Photoluminescence and Anisotropic Raman Spectroscopy from Monolayer MoS$_2$ Nanoribbons
过渡金属二硫属化物的单层例如MoS $_2$是直接带隙半导体,由于强垂直限制,其光学和电子性质不同于多层。尽管单层的厚度有基本的限制,但隔离层的电子结构可以进一步调整,具有纳米结构(如量子点或纳米带)的横向自由度。虽然一维限制的单层半导体被预测有有趣的大小和边缘依赖性的自旋电子学应用有用的属性,单层过渡金属二硫属化物纳米带的光电功能的实验是有限的。我们使用纳米光刻技术来创建单层的MoS $_2$纳米带,其横向尺寸低至20 nm。拉曼光谱显示出偏振各向异性和强度的尺寸依赖性。用这种技术制备的纳米带显示出对边缘缺陷的敏感性降低,并发射光致发光,其具有可以从现象学模型理解的尺寸依赖性能量。制备具有强激子发射的单层纳米带有助于开发具有可控特性的低维光电器件。
2017-09-12 cond-mat.mes-hall
Electric transport and magnetic properties in multilayer graphene
利用矩阵分解技术研究了多层石墨烯在弱磁场中的电输运和轨道磁性。在零温度下,最小电导率由单层系统的电导率乘以层数$N$给出,与层间跳跃$t$无关。当层间跳跃满足条件$t\gg \hbar/τ$时,$τ$是杂质散射的碰撞时间,$[N/2]$扭结和$[N/2]+1$平台分别出现在电导率和霍尔电导率的费米能量(栅极电压)依赖性中。这些行为被解释为多波段效应。我们还发现,霍尔电导率和磁化率作为温度的函数,在一定的栅极电压值的最小值。这种行为是由费米能量依赖于这些功能在零温度下解释。
2008-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Influence of dislocations in multilayer graphene stacks: A phase field crystal study
本文采用纳入面外变形并经密度泛函理论参数化的PFC模型,研究最多六层石墨烯中5|7位错对应变、层变形、缺陷自由能和应力分布的影响。
2024-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Exciton-polaritons in multilayer WSe$_2$ in a planar microcavity
由于高的结合能和振子强度,过渡金属二硫属化物薄片中的激子构成了实现强耦合轻物质系统的完美基础。在本文中,我们研究单层和少层WSe $_2$薄片封装在六方氮化硼和纳入一个平面的电介质腔。我们使用一个开放的腔设计,它提供了高达150毫电子伏的腔模能量的可调谐性。我们观察到一个强耦合制度之间的腔光子和中性激子在直接带隙单层WSe $_2$,以及在几层WSe $_2$薄片表现出间接带隙。我们讨论了激子的振子强度和共振线宽与层数的关系,并预测了激子-光子耦合强度。
2019-09-29 cond-mat.mes-hall
Multilayers black phosphorus: from tight-binding to continuum description
我们研究的$N$层黑磷的电子性质的分析方法的基础上最近提出的紧束缚哈密顿量涉及$14$跳跃参数。该方法给出了$N$ -层磷烯体系哈密顿量的简单、准确的一般表达式,适用于研究此类体系的电子输运和光学性质,并显示了随着层数的增加而出现的特征.此外,我们表明,$N$层的问题可以转化为$N$有效单层的问题,在长波长近似,在这个分析图片,我们得到的能隙和电子和空穴的有效质量的表达式沿$N$层的黑磷平面方向作为层数的函数,以及作为垂直磁场的函数的朗道能级。
2017-08-05 cond-mat.mes-hall
Electronic properties of multilayered Lieb, transition, and Kagome lattices
本研究基于单层Lieb与Kagome晶格的可转换特性,拓展单控制参数紧束缚模型至含AA、AB堆叠的多层体系,系统研究不同条件下的能带转变并解释能量变化规律,提供了探究该体系电子特性演化的理论方法。
2025-06-17 cond-mat.mes-hall
Exfoliating pristine black phosphorus down to the monolayer: photo-oxidation and electronic confinement effects
黑磷薄层由于其二维半导体特性,如可调直接带隙和高载流子迁移率,最近引起了人们的兴趣。这种通过弱范德华力堆叠在一起的P原子的层状晶体可以使用与用于石墨烯的程序类似的程序剥离到层磷烷单层(也称为磷烯)。然而,由于暴露于环境条件后快速且普遍的降解,这种2D材料的性质对探测具有挑战性。在这里,我们调查的晶体降解,使用原位拉曼和透射电子光谱,并强调一个过程,涉及光诱导的氧化反应与吸附的氧在水中。确定了制备和保存单层、双层和多层层磷烷的实验条件。这些二维层的研究提供了新的见解约束的化学反应性和黑磷的振动模式的影响。
2014-08-21 cond-mat.mes-hall
Imaging Spectroscopic Ellipsometry of Mono- and Few-layer MoS2
用椭圆偏振光谱成像技术研究了二硫化钼(MoS2)单层和多层膜的微机械剥离。结合刀口照明,可以在任意平面和透明基材上检测和分类MoS2薄片,横向分辨率低至1至2 μ m。从单层和三层二硫化钼的复介电函数。它们是从多层膜模型中提取的,以适合采用各向异性和各向同性拟合方法测得的椭偏角。我们发现,光学常数的临界点的能量可以被视为是独立的所使用的模型,而光学常数的大小与所使用的模型。各向异性模型表明,蓝宝石支撑的MoS2片的最大吸收率对于单层为约14%,对于三层MoS2为10%。此外,单层MoS2的复介电函数的横向均匀性进行了研究,空间分辨率为2 μ m。仅观察到微小波动。没有证据的应变,为大量的无序或晶格缺陷,可以发现在二硫化钼单层从互补的拉曼光谱测量的无裂纹区域。我们假设,在光学常数的微小的横向变化所造成的范德华相互作用的横向修改,大概是由使用微机械剥离和粘弹性冲压制备。
2016-11-16 cond-mat.mes-hall
Ultrafast pseudospin quantum beats in multilayer WSe$_2$ and MoSe$_2$
具有六边形对称性的层状范德华材料为它们的电子提供了额外的自由度,即所谓的谷指数或谷赝自旋。这个量在概念上表现得像电子自旋,因此创造了谷电子学这个术语。在这种情况下,半导体过渡金属二硫属化物(TMDC)的组是特别有吸引力的,由于大的自旋轨道相互作用和直接带隙在K点的六边形布里渊区。在这项工作中,我们提出的激子跃迁的单层和多层WSe $_2$和MoSe $_2$材料的时间分辨法拉第椭圆率(TRFE)与面内磁场,$B_{\parallel}$,高达9 T的调查。在单层样品中,测得的TRFE时间轨迹几乎是独立的$B_{\parallel}$,这证实了接近零的面内激子$g$因子$g_\parallel$,符合第一性原理计算。与此形成鲜明对比的是,我们观察到显着的时间振荡多层样品$B_{\parallel}>0$。值得注意的是,提取的面内$g_\parallel$非常接近所报道的材料的面外激子$g$因子,即分别用于WSe $_2$和MoSe $_2$多层膜中的1s A激子的$|g_{\parallel 1s}|=3.1\pm 0.2$和$2.5\pm0.2$。我们的第一性原理计算很好地证实了多层样品的非零$g_{\parallel}$的存在。我们提出多层样品中振荡的TRFE信号是由激子的赝自旋量子拍引起的,这是多层样品中自旋和赝自旋层锁定的表现。我们的研究结果表明,超快赝自旋旋转在GHz至太赫…
2022-04-26 cond-mat.mes-hall
Electronic structure of biased alternating-twist multilayer graphene
本文利用一阶简并态微扰理论推导了偏压下交替扭转多层石墨烯(ATMG)的低能有效哈密顿量,发现层间偏压可调控其狄拉克锥劈裂与光导率阶梯状特征。
2023-07-04 cond-mat.mes-hall
Magneto-Transport Properties of Exfoliated Graphene on GaAs
研究了在Ⅲ Ⅴ族半导体衬底上剥离制备的石墨烯的磁输运性质。通过使用掺杂GaAs衬底作为背栅,实现了石墨烯的载流子密度的调谐。GaAs/AlAs多层,设计为使剥离的石墨烯薄片可见,也提供了所需的背栅绝缘。获得了石墨烯载流子密度的良好调谐,并且观察到典型的狄拉克电阻特性,尽管与掺杂硅上的通常的SiO2氧化物势垒相比,多层势垒的高度有限。研究了磁场作用下石墨烯单分子膜的弱局域化效应和量子霍尔效应。
2011-06-07 cond-mat.mes-hall