Spontaneous Valley Splitting and Valley Pseudospin Field Effect Transistor of Monolayer VAgP2Se6
谷电子学是一个新兴的研究能带边缘载流子涌现自由度的学科，由于其具有许多有趣的量子现象和在信息处理工业中的潜在应用而引起了人们的极大兴趣。永久性谷极化的产生，即不同谷的不平衡占用，是谷电子学面临的主要挑战，也是亟待解决的问题。通过第一性原理计算，我们预测VAgP2Se6的自旋轨道耦合和磁有序性使得原始单分子层中自发的谷塞曼型分裂成为可能.在适当的掺杂后，塞曼型谷分裂可以导致永久谷极化。塞曼型谷分裂类似于自旋电子学中自旋极化的作用，是谷电子学中实用器件的重要要求。VAgP2Se6单层膜的非等效谷区可以发射或吸收具有相反手性的圆偏振光，因此该材料在光子自旋滤波器和圆偏振光源方面具有很大的潜力。基于单层VAgP_2Se_6薄膜设计了一种类似于自旋场效应晶体管的谷型赝自旋场效应晶体管（VPFET）。除了普通的晶体管之外，VPF不仅携带电子的信息，还携带谷赝自旋的信息。
2018-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous valley Hall effect in electric-potential-difference antiferromagnetic $\mathrm{Cr_2CHCl}$ monolayer
提出在电势差反铁磁Cr2CHCl单层中通过Janus结构破坏PT对称性诱发自发自旋劈裂，实现大于室温热能的谷劈裂和层锁定反常谷霍尔效应。
2024-07-24 cond-mat.mtrl-sci
Probing switchable valley-related Hall effects in 2D magnetic MXenes
本研究通过第一性原理计算发现 Cr2CSF 具有自发谷极化和反常谷霍尔效应，并可经压缩应变切换至准半谷金属态。
2024-03-04 cond-mat.mtrl-sci
Dirac fermion quantization on graphene edges: Isospin-orbit coupling, zero modes and spontaneous valley polarization
本文讨论了具有扶手椅/锯齿形/扶手椅型复杂边缘结构的石墨烯的边界电子性质。结果表明，有限锯齿形区域支持边缘束缚态，其离散等距谱由连续狄拉克方程的格林函数得到。能级表现出谷自由度和轨道量子数之间的耦合，类似于自旋-轨道相互作用。光谱的特征是存在零模，即能量消失的束缚态。它只存在于其中一个石墨烯谷中，自发地打破了Kramers边缘态的对称性。这意味着自发谷极化的特征是谷同位旋$\pm 1/2$。极化表现为零磁场异常的本地隧道态密度，并直接关系到本地的电霍尔电导率。
2009-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A possible electronic state quasi-half-valley-metal in $\mathrm{VGe_2P_4}$ monolayer
谷电子学的关键问题之一是实现谷极化。铁谷（FV）半导体和半谷金属（HVM）被提出，它们具有本征自发谷极化。在这里，我们提出了准半谷金属（QHVM）的概念，包括电子和空穴载流子，只有一种类型的载流子被谷极化。QHVM可以实现电子和空穴的分离功能。一个具体的例子$\mathrm{VGe_2P_4}$单分子层被用来说明我们的建议，通过第一性原理计算。为了更好地实现QHVM，施加电场以调谐$\mathrm{VGe_2P_4}$的相关谷特性。在所考虑的电场范围内，$\mathrm{VGe_2P_4}$始终是铁磁（FM）基态，通过计算磁各向异性能（MAE），包括磁形状各向异性（MSA）和磁晶各向异性（MCA）能，发现$\mathrm{VGe_2P_4}$具有面外磁化。这些面外FM特性保证了$\mathrm{VGe_2P_4}$中固有的自发谷极化。在一定的电场范围内，QHVM可以保持不变，相关的极化特性可以有效地调节。我们的工作为valleytronics的二维（2D）功能材料设计铺平了道路。
2022-10-21 cond-mat.mtrl-sci
Spontaneous valley polarization of interacting carriers in a monolayer semiconductor
我们报道了门控WSe $_2$单分子膜在高达60 T的强磁场中的磁吸收光谱。当掺杂有移动空穴的2D费米海时，在两个$σ^\pm$圆偏振中观察到良好分辨的光学跃迁序列，其明确且单独地指示在$K$和$K'$谷中填充的朗道能级（LL）的数量。这揭示了相互作用增强的谷塞曼能量，这被发现是高度可调的空穴密度$p$。我们利用这种可调谐性来排列$K$和$K'$中的LL，并发现二维空穴气体变得不稳定，对LL填充的小变化，可以自发地山谷。这些结果不能理解在一个单一的粒子图片，突出了交换相互作用的重要性，在确定的基态的二维载流子在单层半导体。
2020-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Proposal of a general scheme: valley polarization in antiferromagnetic bilayer systems
提出一种通用堆叠方案，在反铁磁双层系统中实现谷极化，涉及隐藏谷极化与层霍尔效应，并通过三个实例验证其可行性。
2024-11-10 cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic Valley Polarization and Anomalous Valley Hall Effect in Single-Layer 2H-FeCl2
Valley作为一种新的电子自由度，由于其编码和存储信息的巨大潜力而引起了人们的广泛关注。为了实现谷电子器件，必须提高能量简并度以实现谷极化。在这里，第一性原理计算的基础上，我们表明，单层FeCl 2表现出一个大的自发谷极化（~101 meV）所产生的破缺的时间反演对称性和自旋轨道耦合，这可以通过改变磁性晶体的方向连续调谐。利用微扰理论，揭示了其物理机制。此外，谷自由度与铁磁有序之间的耦合可以在面内电场的存在下产生自旋和谷极化的反常霍尔电流，有利于其实验探索和实际应用.
2020-03-10 cond-mat.mtrl-sci
Concepts of Ferrovalley Material and Anomalous Valley Hall Effect
基于谷自由度的谷电子学具有理论和技术上的重要性，因为它为信息存储以及电子、磁和光开关提供了额外的机会。类似于电子学中具有自发电荷极化的铁电材料，以及自旋电子学中具有自发自旋极化的铁磁材料，本文介绍了铁磁家族的一个新成员，即具有自发谷极化的铁谷材料。结合双带kp模型和第一性原理计算，我们证明了自旋轨道耦合与过渡金属-d电子的本征交换相互作用共存的2 H-VSe 2单层膜就是这样一种室温铁谷材料.我们进一步预测这种体系可以表现出许多独特的性质，例如，手性相关的光学带隙，更有趣的是，反常谷霍尔效应。由于后者，基于铁谷材料的一系列功能器件，例如基于谷的非易失性随机存取存储器、谷滤波器，被设想用于谷电子应用。
2016-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Janus monolayer ScXY (X$\neq$Y=Cl, Br and I) for piezoelectric and valleytronic application: a first-principle prediction
本研究通过第一性原理预测Janus ScXY单层是兼具动力学、力学和热稳定性的面内压电铁磁半导体，可通过空穴掺杂调控磁化方向获得自发谷极化，为压电和谷电子器件设计提供新方向。
2023-03-20 cond-mat.mtrl-sci
Spontaneous symmetry breaking of magnetostriction in metals with multi-valley band structure
我们证明了在强磁场中，当电子朗道能级接近金属的费米能级时，金属可以发生一级相变。这种转变是由于电子-声子相互作用，其特征在于金属磁致伸缩的跳跃。如果在金属中存在几个等效的电荷载流子群，则当朗道能级穿过费米能时，可以发生磁致伸缩的自发对称性破缺，并且这种破缺本身表现为改变金属的晶体对称性的一系列结构相变。有了这些结果，我们讨论了不寻常的发现最近发现的铋。[在新版本中添加了更多的解释和示例。
2015-02-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spontaneous Quantum Hall States in Chirally-stacked Few-Layer Graphene Systems
具有N >= 2的手性堆叠的N层石墨烯系统表现出各种不同的对称性破缺状态，其中来自不同自旋和谷的电荷密度贡献在层之间自发地转移。我们解释了这些国家是如何区分他们的电荷，自旋和谷霍尔电导率，他们的轨道磁化，和他们的边缘状态的属性。我们认为谷霍尔态每个自旋谷有[N/2]个边缘通道。
2010-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spontaneous Breaking of the SU(3) Flavor Symmetry in a Quantum Hall Valley Nematic
ENS, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université（巴黎高等师范学院，巴黎文理研究大学，法国国家科学研究中心，索邦大学）；Institute of Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院物理研究所）；Chungnam National University（忠南国立大学）；National Technical University “KhPI”（哈尔科夫国立理工大学）；Johannes Kepler Universität（约翰内斯·开普林大学）；Université Paris-Saclay, CNRS, CEA（巴黎萨克雷大学，法国国家科学研究中心，法国原子能和替代能源委员会）
研究在Pb1-xSnxSe量子井中观察到SU(3)对称性的自发破缺，通过谷赝自旋的极化实现量子反铁磁谷反铁磁相，揭示了多体物理中的新现象。
2025-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Type III Valley Polarization and Anomalous Valley Hall Effect in Two-Dimensional Non-Janus and Janus Altermagnet Fe2WS2Se2
研究提出通过交错磁体的镜像对称性破缺实现 III 型自发谷极化，并在非 Janus 与 Janus Fe2WS2Se2 中揭示反常谷霍尔效应及应变、磁场调控机制。
2025-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ferro-Valleytricity with In-Plane Magnetization
提出一种在面内磁化二维材料中实现铁能谷电子学的机制，并在单层 W3Cl8 中通过第一性原理验证其可由磁化偏移或电场调控反转。
2024-09-07 cond-mat.mtrl-sci
Observation of spontaneous valley polarization of itinerant electrons
基于电子的自旋而不是其电荷自由度的存储器或晶体管器件提供了某些明显的优点，并且构成了自旋电子学的基石。近年来出现了一个新的领域，谷电子学，它试图利用电子的谷指数，而不是它的自旋。在这一探索中的一个重要组成部分将是以方便的方式控制谷指数的能力。在这里，我们表明，谷极化可以从零切换到一个小的密度减少，简单地调整由栅极偏置，在一个二维电子系统。这一现象的产生，基本上是由于在巡回，稀电子系统中的电子-电子相互作用。基本上，动能有利于电子在可用谷上的均匀分布，而电子之间的相互作用则倾向于低于临界密度的单谷占有率。我们观察到的栅极偏置调谐的过渡是伴随着一个突然的，在样品电阻的两倍的变化，使潜在的valleytronic晶体管器件的应用感兴趣的现象。我们的观察在一个非常简单的实验中构成了谷电子学的典型演示。
2020-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spontaneous spin-valley polarization in NbSe2 at a van der Waals interface
范德华（vdW）界面处的邻近效应使得能够产生出射量子电子基态。在这里，我们证明了一个原始的超导二维（2D）NbSe 2形成一个铁磁基态与自发自旋极化在VdW接口与2D铁磁体V5 Se 8。我们研究了NbSe_2/V_5Se_8磁性vdW异质结构的反常霍尔效应（AHE），发现当V_5Se_8层减薄到单层极限时，AHE的符号反转。有趣的是，这些样品的AHE信号随着面内磁场而增强，表明除了磁化之外，对AHE信号的额外贡献。能带结构计算很好地再现了这种不寻常的行为，其中，面内磁化引起的沿2D NbSe 2中自旋简并节线的Berry曲率的出现起着关键作用，揭示了非中心对称2D量子材料中磁性和塞曼型自旋轨道相互作用之间的独特相互作用。
2022-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spontaneous symmetry breaking and quantum Hall valley ordering on the surface of topological hexaborides
一些强关联的重费米子化合物，如钐（Sm）、镱（Yb）、六硼化钚（Pu）等，被预测在低温下成为拓扑绝缘体。这些系统在表面布里渊区的某些（三个）点附近支持无质量的狄拉克费米子，以下称为谷。在强垂直磁场中，这些表面态的锥形狄拉克色散淬灭到三组朗道能级上，我们预测了六硼化物表面上不可压缩量子霍尔态的各种可能的层次结构。此外，我们解决了表面零朗道能级内的强电子-电子相互作用的影响。具体来说，我们表明，根据长程（库仑型）和有限程（哈伯德型）相互作用的相对强度的基态可以显示无论是谷极化或谷相干分布的电子密度。我们还证明了两个谷偏振态之间的跃迁总是不连续的，而谷偏振态和谷相干态之间的跃迁是连续的。塞曼分裂和/或在表面上施加的单轴应变可以驱动系统通过各种量子相变，并将其置于不同的对称性破缺相。单轴应变的应用也被证明可以大大修改量子霍尔态的精确序列。我们还强调了拓扑结构在决定对称性破缺相位、拓扑六硼化物在强磁场中表面无序性方面的作用。
2015-12-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Bilayer Stacking Ferrovalley without Breaking Time-Reversal Symmetry
提出双层堆叠铁能谷（BSFV）机制，可在不破坏时间反演对称性时产生可由层间滑动切换的自发能谷极化，并通过数据库筛选与第一性原理计算在RhCl3和InI双层中验证。
2023-04-24 cond-mat.mtrl-sci
Symmetry-Driven Valleytronics in Single-Layer Tin Chalcogenides
本研究利用 GW-BSE 计算与对称性分析，揭示单层 SnS、SnSe 中由镜面对称决定的线偏振谷选择激发，并阐明谷物理与铁电性的强耦合。
2024-01-19 cond-mat.mtrl-sci
Janus monolayer TaNF: a new ferrovalley material with large valley splitting and tunable magnetic properties
基于第一性原理计算，预测新型Janus TaNF单层具有大本征谷劈裂、高压电性和高居里温度，并可通过双轴应变调控带隙、谷劈裂和磁各向异性能，适用于高温自旋电子学与谷电子学器件。
2023-04-12 cond-mat.mtrl-sci
Spontaneous Fully Compensated Ferrimagnetism
Beijing Institute of Technology（北京理工大学）；Beijing Key Laboratory of Quantum Matter State Control and Ultra-Precision Measurement Technology（北京量子物质态控制与超精密测量技术重点实验室）
该研究提出了一种机制，揭示了通过缺陷工程在非磁性石墨烯中实现自发完全补偿铁磁性的可能性，并展示了其在自旋电子和谷电子学中的应用潜力。
2026-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Sliding Engineering Spin-Valley-Layer Coupling and Altermagnetism in Bilayer Antiferromagnetic Honeycomb Lattices
Southern University of Science and Technology（南方科技大学）；Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area（粤港澳大湾区量子科学中心）
提出基于四带 $k\cdot p$ 模型在双层反铁磁蜂窝晶格中实现铁电-能谷与铁电-交变磁性耦合，通过层间滑移反转极化，同步控制能谷极化与自旋劈裂，实现可编程能谷电子与自旋功能。
2025-08-10 cond-mat.mtrl-sci
Localized Exciton Emission with Spontaneous Circular Polarization in NiPS3/WSe2 Heterostructures
Technion（以色列理工学院）；Bar-Ilan University（巴伊兰大学）；Technical University of Darmstadt（达姆施塔特工业大学）；University of Warsaw（华沙大学）；Technische Universität Dresden（德累斯顿工业大学）；Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, Center for Advanced Systems Understanding, CASUS（德累斯顿-罗斯多夫亥姆霍兹中心，先进系统理解中心，CASUS）；Yonsei University（延世大学）
研究通过μ-PL和磁致发光光谱揭示NiPS3/WSe2异质结构中局域激子的自发圆偏振现象，结合DFT计算证实了界面诱导的自旋纹理修改，为操控谷极化和自旋自由度提供了新途径。
2026-04-19 cond-mat.mtrl-sci
Controlled Curie temperature, magnetocrystalline anisotropy, and valley polarization in 2D ferromagnetic Janus 2H-VSeS monolayer
受成功合成具有内禀铁磁性和高居里温度（T $_{c}$）的二维V基Janus dichloride单分子膜的启发，采用第一性原理计算对Janus 2 H-VSeS单分子膜的电子结构、自旋谷分裂和磁各向异性进行了详细的研究.结果表明，Janus 2 H-VSeS单分子膜具有105 meV的大的谷分裂，278 K的高T $_{c}$和良好的磁晶各向异性（0.31meV），这是由V原子的面内d $_{x^{2}-y^{2}}$ /d $_{xy}$轨道贡献的.双轴应变（$-$ 8%< $\varepsilon$ <8%）可以有效地调节Janus 2 H-VSeS单分子膜中V原子的磁矩、谷裂$Δ$ E、T $_{c}$和MAE。相应的$Δ$ E和T $_{c}$分别从72 meV调整到106.8meV和从180 K调整到340 K。由于V 3d轨道占据的变化，还观察到了从双极磁性半导体（BMS）到半导体（HSC）、自旋无隙半导体（SGS）和半金属（HM）的电子相变。由于空间和时间反转对称性的破坏，相反的谷电荷载流子携带相反的Berry曲率，这导致在K和K $^{\prime}$谷处显著的异常霍尔电导率。通过施加双轴应变和载流子掺杂，Berry曲率的最大调制分别达到45%和9.5%。稳定的面内磁晶各向异性和大的自发谷极化使铁磁Janus 2 H-VSeS单层膜成为实现自旋电子学和谷电子学器件…
2022-07-07 cond-mat.mtrl-sci
In-plane polarization induced ferroelectrovalley coupling in a two-dimensional rare-earth halide
提出面内电极化诱导谷劈裂并实现电场控制谷自由度的机制，通过Gd取代EuCl$_2$单层及（CrBr$_3$）$_2$Li单层验证了铁电-铁谷耦合的存在。
2025-05-23 cond-mat.mtrl-sci
A possible way to achieve anomalous valley Hall effect by piezoelectric effect in $\mathrm{GdCl_2}$ monolayer
铁谷材料可以通过其固有的铁磁性引入的固有自发谷极化来实现谷自由度的操纵。一种好的铁谷材料应该具有垂直磁各向异性（PMA）、谷点处的价带最大值（VBM）/导带最小值（CBM）、强铁磁（FM）耦合和适当的谷分裂。在这项工作中，单层$\mathrm{GdCl_2}$提出作为一个潜在的候选材料的valleytronic应用的第一性原理计算。证明了单层$\mathrm{GdCl_2}$是一种FM半导体，其易磁化轴沿面外方向，具有很强的FM耦合。由于其固有的铁磁性和自旋轨道耦合（SOC），产生了一个自发的谷极化与谷分裂为42.3 meV。尽管无应变单层$\mathrm{GdCl_2}$的VBM远离谷点，但很小的压应变（约1%）就能使VBM向谷点移动。提出了一种利用压电效应而不是外加电场在单层$\mathrm{GdCl_2}$中实现反常谷霍尔效应的可能途径，即压电反常谷霍尔效应（PAVHE）。这种现象可以归类为压电谷电子学，类似于压电电子学和压电光电子学。唯一的独立压电应变系数$d_{11}$为-2.708 pm/V，这与经典的块状压电材料$α$ -石英的压电应变系数（$d_{11}$ =2.3 pm/V）相当。考虑了双轴面内应变和电子关联效应，证实了我们结果的可靠性。最后，单层$\mathrm{GdF_2}$被预测为铁谷材料，具有动态和机械稳定性，PMA，在谷点的VBM，强FM耦合，谷分裂为4…
2021-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Valley polarization of Landau levels driven by residual strain in the ZrSiS surface band
本研究利用扫描隧道显微镜揭示ZrSiS漂浮表面能带朗道能级的谷极化分裂，证明其源于残余应变而非自发对称破缺，并实现高精度应变测量。
2025-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Two-dimensional ferromagnetic semiconductors of rare-earth Janus 2H-GdIBr monolayer with large valley polarization
基于一个含4个$f$电子的稀土Gd原子，通过第一性原理计算，我们证明了Janus 2 H-GdIBr单层膜具有内禀铁磁半导体特性，其间接带隙为0.75 eV，高居里温度T $_{c}$为260 K，有效磁矩为8 $μ_{B}$ /f. u. (f.u.=公式单位），面内磁各向异性（IMA）和118 meV的大自发谷极化。MAE、原子间距离或角度以及T $_{c}$可以通过面内应变和电荷载流子掺杂来有效地调制。在从$-$ 5%到5%的应变范围和从$-$ 0.3e到0.3e/f. u.的电荷载流子掺杂下，系统仍然保持FM有序，并且相应的T $_{c}$可以通过应变从233 K到281 K以及通过电荷载流子掺杂从140 K到245 K来调制。有趣的是，在不同应变下，Gd原子的矩阵元差异（$d_{z^{2}}$，$d_{yz}$），（$d_{x^{2}-y^{2}}$，$d_{xy}$）和（$p_{x}$，$p_{y}$）主导MAE行为，这源于基于二阶微扰理论的Gd-$d$，Gd-$p$轨道和卤原子的$p$轨道之间的竞争.由于Janus ~ 2 H-GdIBr单分子层中的时间反演对称破缺，不等Dirac谷不是能量简并的。在K和K $^{\prime}$点处的Berry曲率之间的相当大的谷间隙提供了选择性地控制谷自由度和操纵异常霍尔效应的机会。外部拉伸（压缩）应变进一步增加（减少）谷间隙，最…
2022-08-29 cond-mat.mtrl-sci
Coexistence of Rashba Effect and Spin-valley Coupling in TiX2 (X= Te, S and Se) based Heterostructures
该研究通过构建TiX₂（X=Te、S、Se）单层异质结，基于轨道杂化分析发现TiSe₂/TiS₂具有显著Rashba劈裂，并利用氟原子吸附增强Rashba效应及Zeeman劈裂，同时Berry曲率证实谷极化，表明其适用于自旋-谷霍尔效应器件。
2022-12-30 cond-mat.mtrl-sci
Two-dimensional rare-earth Janus 2$\textit{H}$-Gd$\textit{XY}$ ($\textit{X}$,$\textit{Y}$=Cl, Br, I, $\textit{X}$$\neq$$\textit{Y}$) monolayers: Bipolar ferro-magnetic semiconductors with high Curie temperature and large valley polarization
本文通过第一性原理预测了二维稀土Janus 2H-GdXY单层，发现其具有高居里温度的双极铁磁半导体特性、可调磁各向异性及60-120 meV的鲁棒谷劈裂，在自旋电子学和谷电子学器件中具有重要应用潜力。
2023-03-24 cond-mat.mtrl-sci
Progress on two-dimensional ferrovalley materials
本文综述二维铁谷材料中自发谷极化的形成机制及电场、堆叠、应变和界面等物理场对其的调控进展，并展望谷电子学未来方向。
2023-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multifield tunable valley splitting in two-dimensional MXene Cr$_2$COOH
该研究基于第一性原理计算与模型分析，发现单层铁磁半导体 Cr$_2$COOH 具有自发且显著的能谷极化，并可通过磁化方向、应变及铁电衬底多场调控能谷分裂。
2023-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optically and magnetically addressable valley pseudospin of interlayer excitons in bilayer MoS2
双层MoS 2中的层间谷激子同时具有大的振荡器强度和长的寿命，因此代表了谷电子应用的有利方案。然而，在原始双层二硫化钼，这是在valleytronics的心脏，层间激子的谷赝自旋的控制，仍然难以捉摸。在这里，我们报告的观察高度圆偏振的光致发光层间激子的双层二硫化钼与光学和磁寻址能力。在激子共振附近的圆偏振光激发下，双层MoS 2的层间激子呈现出接近统一的负圆偏振态。值得注意的是，通过打破时间反演对称性与平面外的磁场，自发谷极化（7.7%/特斯拉）的记录水平被确定为双层二硫化钼层间激子。双层MoS 2中层间激子的巨谷极化，以及电/光/磁控制的可行性和强振子强度，为下一代电子和光电应用的发展提供了坚实的基础。
2021-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Distinct Competing Ordered ν=2 States in Bilayer Graphene
中性双层石墨烯（BLG）由于其大的态密度和低能带接触点附近的2π Berry相，在零磁场（B）下容易发生手征对称性破缺，导致各种带隙的自发量子霍尔态，其特征在于谷和自旋相关的量子霍尔电导率。其中，层反铁磁态，它具有量子谷霍尔（QVH）效应的相反的符号为相反的自旋，似乎是热力学基态。虽然在B=0时还没有实验观察到其他带隙态，但可以通过利用它们与具有相同总霍尔电导率σH的量子霍尔态的绝热联系来探索它们。利用磁场选择填充因子ν=2且σH=2e^2/h的态，证明了BLG中多数自旋存在量子反常Hall态，少数自旋存在具有自发谷相干的Kekulé态和量子谷Hall态.通过提供第一个自发霍尔态在ν=2的光谱映射，我们的结果揭示了BLG中丰富的竞争有序态。
2014-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Weak valley-layer coupling and valley polarization in centrosymmetric $\mathrm{FeCl_2}$ monolayer
本文通过第一性原理计算发现中心对称 $\mathrm{FeCl_2}$ 单层存在弱谷层耦合，可通过磁化和电场方向操控实现谷极化切换，且双层结构无需电场即可自发谷极化，为材料识别与调控提供指导。
2025-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multiple magnetic states, valley electronics, and topological phase transitions in two-dimensional Janus XYZH (X = Sc, Y, La, Y = Cl, Br, I, and Z = S, Se, Te): From monolayers to bilayers
本研究提出27种二维Janus XYZH铁磁半导体单层，揭示其谷极化、应变诱导拓扑相变及双层中的多铁性、层极化谷霍尔效应和交变磁性，为量子器件设计提供理论基础。
2025-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Valley-polarized quantum anomalous Hall phases and tunable topological phase transitions in half-hydrogenated Bi honeycomb monolayers
基于第一性原理计算，我们在半氢化Bi蜂窝单层膜中发现了新颖的谷极化量子反常霍尔（VP-QAH）相，在适当的屈曲角下，该相具有-0.19 eV的大禁带，并在自发磁化驱动下发生了可调的拓扑相变.根据磁化方向，可以出现四个不同的相，即，VP-QAH两相，铁磁绝缘态和金属态。当磁化从+ $\mathbf{z}$方向反转到- $\mathbf{z}$方向时，伴随着陈数的符号变化（从-1到+1），手征边缘状态从谷$K$移动到$K'$。我们的研究结果提供了一个平台，设计无耗散电子和谷电子在一个更强大的方式，通过调整的磁化方向。
2015-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Half-Valley Ohmic Contact and Contact-Limited Valley-Contrasting Current Injection
本文提出基于铁谷半导体/石墨烯异质结构的半谷欧姆接触，通过接触限制的谷对比电流注入实现栅极可调的谷极化电流，为谷电子器件提供了新的功能构建模块。
2023-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Ferroelectric Antiferromagnetic Lifting of Spin-Valley Degeneracy
本文提出在TP破缺的层状铁电反铁磁体中实现自发自旋-谷极化，结合交变磁体与TP对称反铁磁体的优势，并通过层间滑动实现可调的自旋-谷输运效应。
2025-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Valley Polarization and Anomalous Valley Hall Effect in Altermagnet Ti2Se2S with Multipiezo Properties
预测单层Ti2Se2S为具有巨大谷劈裂（约500 meV）的二维交错磁体，其谷受镜面对称保护，单轴应变可调控谷极化方向并诱导多压电效应，为超快低功耗自旋电子器件提供新候选材料。
2025-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Valley polarization transition driven by biaxial strain in Janus $\mathrm{GdClF}$ monolayer
晶体中载流子的谷自由度有利于信息处理和逻辑运算，实现谷极化是谷应用的关键因素。在这里，我们提出了一个模型，谷极化转变在不同的谷点（-K和K点）是由双轴应变产生的。通过第一性原理计算，我们用Janus $\mathrm{GdClF}$单分子层的具体例子来说明我们的想法。预测的$\mathrm{GdClF}$单层具有动态、机械和热稳定性，并且是一种铁磁（FM）半导体，具有垂直磁各向异性（PMA）、谷点处的价带最大值（VBM）和高居里温度（$T_C$）。由于其固有的铁磁性和自旋轨道耦合（SOC），将诱导自发谷极化，但谷分裂仅为-3.1meV，这提供了通过应变在不同谷点实现谷极化转变的机会。在所考虑的应变范围内（$a/a_0$：0.94 $\sim$ 1.06），应变GdClF单层膜始终具有带隙、强FM耦合和PMA。压应变有利于-K谷极化，而张应变有利于K谷极化。在0.96和1.04应变下对应的谷分裂分别为-44.5meV和29.4meV，高于室温下的热能（25 meV）。由于特殊的Janus结构，可以观察到平面内和平面外的压电极化。结果表明，铁谷材料的面内压电极化方向可以被应变翻转，在0.96和1.04应变下的$d_{11}$分别为-1.37 pm/V和2.05 pm/V。
2021-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Field-induced polarisation of Dirac valleys in bismuth
在特定晶格结构的存在下，电子被提供谷自由度。操纵谷简并是新兴研究领域的主题，主要集中在石墨烯中的电荷传输。在大块铋中，电子已知呈现三重谷简并和每个谷中的狄拉克色散。在这里，我们表明，由于其巨大的面内质量各向异性，沿三角轴的狄拉克电子流是非常敏感的面内磁场的取向。因此，可旋转的磁场可用作谷值阀，以调节每个谷值对总电导率的贡献。根据我们的测量，在很宽的温度和磁场范围内，单个谷载流子的电荷电导率可以超过总电导率的五分之四。在高温和低磁场下，这三个谷是可互换的，并且下面的晶格的三重对称性得到尊重。随着温度降低和/或磁场增加，这种对称性自发地丧失。后者可能是最近提出的谷-谷费米液态的实验表现。
2011-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Multifield Induced Antiferromagnet Transformation into Altermagnet and Realized Anomalous Valley Hall Effect in Two-dimensional Materials
本研究提出利用电场、Janus结构和铁电衬底在二维单层VPSe3中实现Neel反铁磁到交错磁的转变，产生可调控的自旋劈裂与谷劈裂，并实现反常谷霍尔效应，为设计交错磁体和丰富谷物理提供了新途径。
2025-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically tunable polarizer based on two-dimensional orthorhombic ferrovalley materials
铁谷材料的概念是最近提出的。在这种六方二维材料中，由于铁磁性引起的自发谷极化的存在使得非易失性谷电子应用成为可能。本文介绍了一种具有正交晶格的铁谷族新成员，即单层IV族单硫族化合物（GIVMs），它的谷极化源于铁电性，而不是铁磁性。结合群论分析和第一性原理计算，我们证明了与六方晶格中谷选择性圆二色性不同，新型铁谷材料中存在对谷的线偏振光学选择性。基于这种独特的特性，实现了电调谐偏振器的原型。在基于铁谷的偏振器中，激光束可以可选地在x方向或y方向上偏振，这取决于由外部电场控制的铁谷状态。这种器件可以进一步优化，以发射具有特定手性的圆偏振辐射，并实现工作波长的可调谐性。因此，我们表明，二维正交铁谷材料是一个有前途的候选人，提供了一个有利的平台，实现偏振器的电驱动手段，这是非常重要的，在扩大谷电子学的实际应用。
2017-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Stacking-tunable multiferroic states in bilayer ScI2
Henan University（河南大学）；Hanyang University（汉阳大学）
双层ScI₂通过调控堆叠构型实现磁性、铁电性和谷极化的可调性。
2025-10-18 cond-mat.mtrl-sci
Current Driven Magnetization Reversal in Orbital Chern Insulators
由于自发谷极化和拓扑非平凡谷投影带的共同影响，具有平坦莫尔带的石墨烯多层膜可以表现出量子化的反常霍尔效应.这些陈氏绝缘体中的霍尔效应的符号可以通过施加外部磁场或通过驱动传输电流通过系统来反转。我们提出了一种电流驱动的机制，使反转发生在（电流$I$，磁场$B$）控制参数空间中的直线上，斜率为$dI/dB = (e/h)\, M A_{M} \, (1-γ^2)/γ$，其中$M$是磁化强度，$A_M$是莫尔晶胞面积，$γ<1$是沿畴壁谷之间的化学电势差与电偏压$eV$的比值。
2020-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Valley-coherent quantum anomalous Hall state in AB-stacked MoTe2/WSe2 bilayers
莫尔材料为关联和拓扑量子现象提供了肥沃的土壤。其中，量子反常霍尔（QAH）效应，其中霍尔电阻即使在零磁场下也被量子化，是材料的固有拓扑性质的直接表现，并且是低功率电子应用的吸引人的属性。在石墨烯和过渡金属二硫属化物（TMD）莫尔材料中都观察到了QAH效应。它被认为是由窄莫尔带的相互作用驱动的谷偏振引起的。在这里，我们令人惊讶地表明，新发现的QAH状态AB堆叠MoTe2/WSe2莫尔双层膜不是谷极化，但谷相干。层和螺旋度分辨光谱测量表明，QAH的基态具有自发自旋（谷）极化在两个TMD层对齐（反对齐）。此外，两层中的面外自旋极化的饱和仅在高磁场下发生，支持倾斜自旋织构。我们的研究结果呼吁一个新的机制QAH效应，并强调了具有强电子相关性和自旋轨道相互作用的TMD莫尔材料的潜力，为奇异的拓扑状态。
2022-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Van der waals engineering of valley polarization in WSe2 via kagome V2O3 monolayer heterostructure through magnetic proximity effect
Pusan National University（釜山国立大学）；Hunan University（湖南大学）；University of Virginia（弗吉尼亚大学）
利用第一性原理计算，通过二维铁磁氧化物V2O3与WSe2的磁邻近效应，实现了约10.41 meV的自发谷分裂，远高于CrI3/WSe2体系，且具有高居里温度和磁各向异性，为无磁场谷电子学器件提供了新平台。
2026-06-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Strain- and Electric-Field-Tunable Valley Polarization in Mo0.75V0.25Te2(Mo3VTe8) for Valleytronic Application
Bangladesh University of Engineering and Technology (BUET)（孟加拉国工程与技术大学）
通过第一性原理计算，研究了V掺杂MoTe2单层（Mo0.75V0.25Te2）的结构稳定性和电子性质，发现磁交换作用和自旋轨道耦合导致谷简并解除，产生自发谷极化，且可通过电场和双轴应变进一步调控，最大价带谷分裂达160.8 meV。
2026-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Sliding-induced ferrovalley polarization and possible antiferromagnetic half-metal in bilayer altermagnets
School of Physical Science and Technology, Kunming University（昆明大学物理科学与技术学院）；School of Physics and Electronics, Hunan University（湖南大学物理与电子学院）
研究通过层间滑动在双层异磁体中实现自发打破谷退化，产生反铁磁半金属和铁谷极化，揭示了Mo₂O₂O的谷分裂间隙最大，为谷-自旋阀器件提供候选材料。
2025-08-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Angle dependence of the orbital magnetoresistance in bismuth
我们提出了一个广泛的研究角度依赖的横向磁电阻在铋，磁场垂直于所施加的电流和旋转在三个不同的晶面。所观察到的角振荡所面临的期望的半经典传输理论的多谷系统与各向异性的迁移率和协议，使我们能够量化的电子和空穴的迁移率张量的组件。解决了二次温度依赖性。正如哈特曼很久以前所指出的，这表明铋的非弹性电阻率主要是由载流子-载流子散射决定的。在低温和高磁场下，晶格的三重对称性突然丧失。具体地，磁场围绕三角轴的$2π/3$旋转在低于场相关温度下修改磁阻的幅度。通过遵循这种异常作为温度和磁场的函数的演化，我们映射了分离两个电子态的（场，温度）平面中的边界。在对称性较低的状态下，仅限于低温和高磁场，三个狄拉克谷不再是旋转不变的。我们讨论了这种自发的山谷极化的可能起源，包括一个山谷的情况下。
2015-06-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Superpolarized Electron-Hole Liquid and Multiferroicity in Multilayer Graphene
本文提出超极化电子-空穴液体理论，解释菱形五层石墨烯中的多铁性，并揭示电位移场和弱磁场可独立调控谷极化与轨道磁化，将大磁电效应归因于带边Berry曲率。
2024-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Colloquium: Physical properties of group-IV monochalcogenide monolayers
我们调查的国家的最先进的铁电和铁弹IV族单硫属化合物单层的知识。这些半导体具有显着的结构和机械性能，如可切换的面内自发极化，软弹性常数，结构简并性和热驱动的二维结构转变。此外，这些2D材料还显示出选择性谷激发、谷霍尔效应和持久的自旋螺旋行为。在描述了它们的拉曼光谱之后，还讨论了它们缺乏中心对称性所引起的光学性质-例如异常强的二次谐波强度、大体积光伏效应、光致伸缩和可调谐激子结合能-。在这些材料中观察到的物理性质源于（相关）其固有的和可切换电极化的强度，并且在此审查的物理行为可以用于非易失性存储器，valleytronic，自旋电子和光电子器件：这些2D多铁性丰富和多样化的2D材料工具箱。
2020-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
