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
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
Proximity-induced charge density waves in a moiré heterobilayer
Imperial College London(帝国理工学院)
通过第一性原理计算,发现扭转NbSe2/MoSe2双层中邻近效应可在MoSe2层诱导出非均匀的电荷密度波,主导机制为层间Se原子空间位阻排斥,且强度敏感于层间距离。
2026-10-06 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
Twist angle dependent interlayer transfer of valley polarization from excitons to free charge carriers in WSe$_2$/MoSe$_2$ heterobilayers
本研究在扭转WSe$_2$/MoSe$_2$异质双层中发现谷极化从激子到自由载流子的扭角依赖层间转移机制,大扭角下谷极化及寿命提升超两个数量级,可实现栅极可调的MoSe$_2$自由载流子谷极化。
2023-05-30 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
Confined-state physics and signs of fermionization of moiré excitons in WSe$_2$/MoSe$_2$ heterobilayers
通过密度依赖的光致发光光谱探测MoSe$_2$/WSe$_2$异质结构,发现莫尔激子共振的饱和蓝移现象,并利用费米子可饱和吸收体模型揭示了莫尔势阱中激子的受限态物理及费米子化迹象。
2023-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Twisted MoSe2 Homobilayer Behaving as a Heterobilayer
本文研究大扭转角MoSe2同质双层中由偶极相互作用主导的能量转移过程,通过结合CVD与机械剥离技术削弱电荷转移,实现类似异质双层的光致发光增强。
2024-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Moiré exciton dynamics and moiré exciton-phonon interaction in a WSe$_2$/MoSe$_2$ heterobilayer
在由原子级薄的半导体材料组成的范德华异质结构中具有角度失配的莫尔图案是一个迷人的平台,用于将光学产生的激子性质设计为新颖的量子现象。作为周期性陷阱势的莫尔条纹可以产生空间有序的零维激子系综,这为密集相干量子发射体和多体物理的量子模拟提供了可能.激发态的动力学特性和激子-声子相互作用影响着激发态的莫尔效应。然而,莫尔激子动力学和莫尔激子与声子之间的相互作用仍然是难以捉摸的。本文报道了基于近共振光致发光激发光谱的扭曲WSe $_2$ /MoSe $_2$异质双层膜中的莫尔激子和声子相互作用。我们观察到在声子共振下莫尔激子的基态的选择性激发。在连续态以下的可忽略的小吸收是类0 D系统的态密度的标志。此外,PL光谱的激发功率依赖性揭示了通过共振声子散射过程在具有离散能级的不同势能极小值之间的莫尔激子系综的动力学。本文给出的声子相互作用抑制下的莫尔激子动力学的结果为探索莫尔激子的量子现象在量子光学中的潜在应用开辟了一条新的途径。
2020-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Lattice reconstruction in MoSe$_2$-WSe$_2$ heterobilayers synthesized by chemical vapor deposition
本研究通过原子尺度成像、模拟和光谱方法,揭示了化学气相沉积合成的MoSe$_2$-WSe$_2$异质双层中晶格重构导致莫尔图案消失并形成周期性畴阵列,展示了其在单一原子配准或激子限制应用中的潜力。
2023-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Field-induced hybridization of moiré excitons in MoSe$_2$/WS$_2$ heterobilayers
本研究通过实验与理论结合,利用电场和磁场调控MoSe$_2$/WS$_2$异质结构中层内和层间莫尔激子的杂化,实现了能带排列类型交叉,并建立有效理论模型解释了该现象。
2024-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
All-Optical Control of Interfacial Polarization in MoS$_2$/WSe$_2$ Heterobilayers
Friedrich-Schiller-Universität Jena(耶拿弗里德里希·席勒大学)
研究基于第一性原理预测了强超快脉冲可诱导MoS₂/WSe₂异双层产生持久界面极化,揭示了场强对层间电荷转移的影响,为低维异质结构的全光操控提供理论蓝图。
2026-09-15 cond-mat.mtrl-sci
Flat band properties of twisted transition metal dichalcogenide homo- and heterobilayers of MoS$_2$, MoSe$_2$, WS$_2$ and WSe$_2$
二维材料的扭曲双层,例如扭曲双层石墨烯,通常具有平坦的电子带,使得能够观察电子相关效应。在这项工作中,我们研究了扭曲的过渡金属二硫属化物(TMD)的同质和异质双层膜,通过结合MoS $_2$,WS $_2$,MoSe $_2$和WSe $_2$单分子膜获得的电子结构,并显示如何平带特性依赖于双层的化学组成以及它的扭曲角。我们确定了放松的原子结构的扭曲双层使用经典力场和计算的电子能带结构使用紧束缚模型参数化的第一性原理密度泛函理论。我们发现,在这些系统中的最高价带可以来自$Γ$ -点或$K$ / $K'$ -点状态的组成单分子膜。对于均质双层,两个最高价带由单层$Γ$ -点态组成,表现出石墨烯样的分散,并且随着扭转角的减小而变得平坦。对于$Γ$衍生态和$K$ / $K'$衍生态的排序既取决于材料成分又取决于扭转角的异质双层,情况更为复杂。在所有的系统中,定性不同的能带结构时,原子弛豫被忽略。
2021-05-17 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
Ultrafast dynamics of bright and dark excitons in monolayer WSe$_2$ and heterobilayer WSe$_2$/MoS$_2$
本文利用飞秒动量显微术与多粒子建模,定量比较单层WSe₂中动量间接层内激子与WSe₂/MoS₂异质双层中杂化激子的超快动力学,揭示杂化激子能量降低、声子散射形成机制及能量对齐对声子过程效率的影响。
2023-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hierarchical spectral inhomogeneity in photoluminescence of a twisted MoSe2/WSe2 heterobilayer moiré superlattice revealed by hyperspectral mapping
National Institute for Materials Science(物质材料研究机构);Hokkaido University(北海道大学)
本研究通过高光谱光致发光映射和无峰分解光谱分析,揭示了MoSe2/WSe2莫尔超晶格中发射光谱的层次不均匀性,发现三种主导光谱族形成连续实空间域,并建立微米级能量景观与局部流形复杂性之间的统计相关性。
2026-05-21 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
Controlling the Atomic Reconstruction in Twisted MoSe$_2$/WSe$_2$ with a Monolayer hBN Spacer
Walter Schottky Institute and Physics Department, TU Munich(慕尼黑工业大学瓦尔特·肖特基研究所与物理系);Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)(慕尼黑量子科学与技术中心);Department of Materials Science and Engineering, Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院材料科学与工程系);MIT.nano, Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院MIT.nano);Research Center for Electronic and Optical Materials, National Institute for Materials Science(国家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(国家材料研究所材料纳米架构研究中心)
本研究利用单层或双层hBN间隔层抑制扭转MoSe₂/WSe₂异质双层的原子重构,提升结构均匀性,为相关光电及多体现象研究提供了有效方案。
2026-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Non-linear and negative effective diffusivity of optical excitations in moiré-free heterobilayers
本文研究了无莫尔异质双层中层间激子的扩散,发现其线性扩散系数极高,并揭示了激子排斥与湮灭对非线性传播的等效贡献及等离子体转变中的负有效扩散现象。
2023-08-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Janus MoSSe/WSSe Heterobilayers as Selective Photocatalysts for Water Splitting
Amirkabir University of Technology(阿米尔卡比尔理工大学)
研究通过第一性原理计算揭示MoSSe/WSSe异质双层在水分解中的关键作用,发现其通过金属间化学势差与内禀偶极子竞争,实现17.1%的太阳能到氢气效率,为非对称二维材料设计提供理论依据。
2026-02-23 cond-mat.mtrl-sci
Emergence of highly linearly polarized interlayer exciton emission in MoSe$_2$/WSe$_2$ heterobilayers with transfer-induced layer corrugation
基于原子级薄晶体的确定性转移的可获得的制造方法的可用性对于范德华异质结构研究的快速扩展至关重要。这些技术的固有问题是聚合物载体膜在转移期间的变形,这可能导致在转移的二维材料中引起的高度不均匀的应变。在这里,使用光谱,原子力和开尔文探针力显微镜的组合,我们表明,由于转移诱导的应力松弛形成的纳米尺度的皱纹的存在下,可以导致强烈的变化的光学性质的MoSe $_2$ /WSe $_2$异质结构和出现的线性偏振层间激子光致发光。我们将这些变化归因于晶体对称性的局部破缺,这是由于应变引起的层间带隙减小而导致的层间激子的有效积累中心。使用开尔文探针力显微镜获得的波纹heterobilayer样品的表面电位图像揭示了与应变引起的带隙调制一致的局部功函数的变化,而在皱纹的脊处观察到的电位偏移显示出与从皱纹几何形状估计的拉伸应变的值的明确的相关性。我们的研究结果强调了残余应变在定义范德华异质结构的光学性质中的重要作用,并提出了通过局部应变工程进行层间激子操纵的新方法。
2020-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Moiré potential, lattice corrugation, and band gap spatial variation in a twist-free MoS2/MoTe2 heterobilayer
为了对过渡金属二硫属化物异质双层膜中的莫尔条纹进行从头计算,我们进行了密度泛函理论计算,考虑了单分子膜中的原子登记和晶格登记,在MoTe 2(9*9)/MoS 2(10*10)上系统具有中等大小的超晶格大于激子,但还没有大到足以证明连续模型处理。我们发现双层膜中平面的局域势呈现出明显的莫尔条纹。这进一步揭示了MoTe_2和MoS_2层中Mo原子附近的平均局域势的变化产生了层内Moiré势。它们是相互调制的结果,并且与价带最大值和导带最小值的空间变化直接相关。层间莫尔电位,定义为两个层内莫尔电位之间的差,具有0.11 eV的深度,并且大致与莫尔单元中的带隙变化成比例地变化,其具有0.04 eV的幅度。我们发现MoTe_2(0.30 μ m)和MoS_2(0.77 μ m)层的晶格畸变都很显著,但对电子性质的影响很小。MoTe 2/MoS 2双层膜的掺杂使局域带隙的空间变化增强了5 meV,而其对全局带隙的影响在1 meV以内。提出了一个简单的层内带耦合模型来理解莫尔势和带隙空间变化的相关性。
2020-01-31 cond-mat.mtrl-sci
Inter- and intra-layer excitons in MoS$_2$/WS$_2$ and MoSe$_2$/WSe$_2$ heterobilayers
准确描述过渡金属二硫属化合物异质双层膜的激子性质对于理解其光学响应和载流子动力学性质至关重要。多层膜系统中的激子具有层间或层内特性,其光谱位置取决于它们的结合能和组成单层的能带排列。在这项研究中,我们报告的电子结构和吸收光谱的MoS $_2$ /WS $_2$和MoSe $_2$ /WSe $_2$ HBLs的第一性原理计算。我们探索的光谱位置,结合能和层间和层内激子的起源,并比较我们的结果与实验观察。系统的吸收光谱通过求解Bethe-Salpeter方程在G $_0$ W $_0$计算之上获得,该计算校正从密度泛函理论计算获得的独立粒子本征值。我们的计算表明,最低能量的激子在两个HBLs具有层间特性,这是决定性的,就其可能的设备应用。由于载流子在空间上分离的性质,层间激子的结合能可能预期比层内激子的结合能小得多。然而,根据我们的计算,最低能量的层间激子的结合能仅低$\sim$ 20\%,由于较弱的屏蔽层之间的库仑相互作用的HBL。因此,可以推断,层间激子相对于层内激子的光谱位置主要由组成单层的带偏移决定。通过比较振子强度和热占据因子,我们发现,在低温下的发光,层间激子峰成为主导,而在吸收,它几乎是不可见的。
2018-03-14 cond-mat.mtrl-sci
Interface Symmetry and Electrostatic Stabilization of Strain-Resilient Janus Heterobilayers for Flexible Piezotronics
Friedrich-Schiller-Universität Jena(耶拿弗里德里希·席勒大学);Amirkabir University of Technology(阿米尔卡比尔理工大学)
本文通过第一性原理计算,研究了MoSSe/WSSe异质双层膜在不同堆叠构型下的应变容限和压电性能,发现界面化学作用可有效抑制应变诱导的带隙转变,且剪切压电系数强烈依赖于界面对称性并可通过应变调控。
2026-06-01 cond-mat.mtrl-sci
Excitonic interactions and mechanism for ultrafast interlayer photoexcited response in van der Waals heterostructures
本文基于含时绝热GW方法,在范德瓦尔斯异质双层中发现由强电子-空穴相互作用驱动的激子通道,可将层内光激发转化为层间激发,并在MoSe$_2$/WSe$_2$中使超快光学响应增强一个数量级,与实验吻合。
2023-05-27 cond-mat.mtrl-sci
Directly Visualizing the Crossover from Incoherent to Coherent Phonons in Two-dimensional Periodic MoS2/MoSe2 Arrayed Heterostructure
最近,大量的努力已经做了控制热输运通过相干声子在各种周期性纳米结构。然而,组成材料之间的固有晶格差异不可避免地在界面处产生无序,从而限制了直接观察相干声子输运的机会。本文利用非平衡分子动力学模拟研究了具有最小晶格失配的周期性排列的MoS2/MoSe2异质结构中相干声子输运的可控性和可视化。研究发现,通过调节MoSe 2纳米点阵列的密度,可以破坏和重建相干声子输运。基于空间能量分布和非简谐分析,可视化了关联破坏引起的声子局域化。此外,本征矢量图提供了一个独特的可视化的本地化声子模式。此外,通过减小周期长度可以重建声子的关联,这一点被从声子色散曲线中提取的增强群速度所证实。有趣的是,从非相干到相干声子输运的交叉直接观察到的空间能量分布和光谱声子传输系数。最后,还讨论了热导率的尺寸和温度依赖性。研究声子相干性及其对热导率的可视化调控将有助于实际应用中的精细热控制和管理。
2021-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Photoinduced twist and untwist of moiré superlattices in TMDC heterobilayers
本研究针对二维莫尔材料中原子排列的超快光响应及几何动态重构问题,利用超快电子衍射发现飞秒光激发可驱动WSe₂/MoSe₂异质双层莫尔超晶格的相干扭转-解扭转运动,为超快调控莫尔势及相关量子现象提供了可能。
2025-10-22 cond-mat.mtrl-sci
Highly nonlinear Moiré exciton and trion polaritons
Laboratory for Physical Sciences, University of Maryland(马里兰大学物理科学实验室);University of Rochester(罗切斯特大学);University of Notre Dame(圣母大学);The Institute of Optics, University of Rochester(罗切斯特大学光学研究所)
本研究通过将n掺杂MoSe2/WS2异质双层中的层杂化激子和三子强耦合到光学微腔中,发现掺杂电子引起的Lindhard屏蔽和三子形成导致显著的非单调非线性响应,并实现名义扩散长度接近100微米的高速度热极化激元。
2026-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Visualizing Van der Waals Epitaxial Growth of Two-Dimensional Heterostructures
了解二维范德华异质结的生长机制对于探索其功能和器件应用具有重要意义。采用物理气相沉积和光学显微镜/拉曼光谱相结合的方法,研究了二维vdW异质结构的动态生长过程。这使我们能够识别一种新的生长模式,其生长速率和形态与传统的线性生长模式明显不同。我们提出了一个模型,解释了形态的差异,并考虑到表面扩散的作用,量化的两种模式的增长率。我们系统地研究了一系列的材料组合,包括CdI 2/WS 2,CdI 2/MoS 2,CdI 2/WSe 2,PbI 2/WS 2,PbI 2/MoS 2,PbI 2/WSe 2和Bi 2Se 3/WS 2。这些发现可以推广到许多其他二维异质结构的合成与控制的形态和物理性能,有利于未来的设备应用。
2021-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Resonant band hybridization in alloyed transition metal dichalcogenide heterobilayers
本文通过制备WSe₂(或MoSe₂)与MoₓW₁₋ₓSe₂合金的异质双层,揭示了浓度x调控下K-K与K-Q跃迁主导的能带杂化机制,为范德华异质结构的能带工程提供了新基础。
2023-09-23 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Visualizing intercalation effects in 2D materials using AFM based techniques
本文利用基于AFM的技术可视化二维材料中的插层效应,揭示了插层引起的结构和电子性质变化,为定制二维材料性质提供见解。
2025-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Rotational and Dilational Reconstruction in Transition Metal Dichalcogenide Moiré Bilayers
本研究通过干涉四维扫描透射电子显微镜定量揭示了TMD莫尔双层中旋转与膨胀两种重构机制,并发现封装和异质应变可调控重构应变,为理解二维莫尔电子结构提供了新途径。
2023-04-10 cond-mat.mtrl-sci
Spectroscopic imaging ellipsometry of two-dimensional TMDC heterostructures
半导体二维材料及其异质结构由于其丰富的光学性质,在应用和基础研究中引起了广泛的兴趣。范德华异质堆叠中的组装可以显著改变固有光学性质以及波长依赖的吸收和发射效率,使得例如光致发光强度的直接比较变得困难。在这里,我们确定的介电函数的原型MoSe 2/WSe 2异质双层和它们的各个层。除了能量最低的带间跃迁的红移为18 meV - 44 meV,我们发现,对于较大的能量的介电函数只能通过治疗的范德华异质双层作为一个新的人工同质双层晶体,而不是一个堆栈的个别层来描述。所确定的介电函数被施加到计算的迈克尔逊对比度的个别层和双层的氧化物厚度的依赖,经常使用的Si/SiO2基板。我们的研究结果强调,需要考虑改变介电函数的影响迈克尔逊干涉强度的光学测量,如拉曼散射或光致发光的解释。
2022-07-11 cond-mat.mtrl-sci
Visualizing the chiral anomaly in Dirac and Weyl semimetals with photoemission spectroscopy
量子反常是量子涨落对经典对称性的破坏。它们决定了从基本粒子到晶体材料的不同性质的物理系统如何对外部扰动作出拓扑反应,而对局部细节不敏感。反常范例是由手征反常的发现引发的,手征反常有助于π介子衰变为光子,并影响$^3$ He-A中超流涡旋的运动。在固态下,它也从根本上影响拓扑Weyl和狄拉克半金属的性质,最近在TaAs,Na $_3$ Bi,Cd $_3$ As $_2$和ZrTe $_{5}$中实验实现。在这项工作中,我们提出的手征异常,不同的手征费米子之间的电荷密度不平衡的非正交电场和磁场诱导的最确定的后果,可以直接观察到这些材料与现有的技术的光电子能谱。与角度分辨率,手征异常被识别的特征注意到形状的图案的发射光谱,起源于不平衡的占领的体状态和以前未报道的动量依赖的能量转移的表面状态费米弧。我们进一步证明,手性异常同样留下的角度平均发射光谱的印记,方便其实验检测。因此,我们的工作提供了必要的理论输入,以促进凝聚态物质中的手征异常的直接可视化。
2015-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Visualizing Band Offsets and Edge States in Bilayer-Monolayer Transition Metal Dichalcogenides Lateral Heterojunction
半导体异质结构是许多重要器件应用的基本构件。二维半导体的出现为制造异质结构开辟了一个新的领域。由于过渡金属二硫属化物薄膜的带隙具有敏感的层依赖性,因此使用具有不同厚度的相同材料来产生横向异质结是自然的。使用扫描隧道显微镜和光谱,在这里,我们显示了在MoSe 2和WSe 2的双层-单层界面的电子结构的真实空间图像。大多数双层-单层异质结被发现有一个取向的界面,和这样的原子尖锐的异质结的能带排列是I型的定义良好的界面模式,作为一个窄隙量子线。利用这种通常存在的厚度平台作为横向异质结的能力是对基于原子级薄的过渡金属二硫属化物的器件应用的工具集的重要补充,具有容易和灵活实施的优点。
2015-12-05 cond-mat.mtrl-sci
Visualizing nematic transition and nanoscale suppression of superconductivity in Fe(Te,Se)
不同电子相的相互作用构成了非常规超导体物理学的基础。最有趣的例子之一是高Tc超导体FeTe 1-xSex:它经历了与电子能带反转有关的拓扑转变和与旋转对称性破缺有关的电子自旋相变,围绕超导Tc峰值的相同临界组成xc。在这个制度下,波动和破坏平衡的应变可能会产生巨大的影响,但这还有待充分探讨。利用光谱成像扫描隧道显微镜,我们研究了FeTe 1-xSex的电子跃迁作为组成的函数。在xc附近,我们揭示了纳米尺度区域电子向列性的出现。有趣的是,我们发现在静态有序性最强的区域,超导性被大大抑制。通过对STM形貌图中原子位移的分析,我们发现,小的各向异性应变可以产生这些强非线性局域化区域。我们的实验揭示了FeTe 1-xSex接近x~0.45的倾向,以形成水坑托管静态的无序,暗示的无序波动钉扎的结构不均匀性,并表现出显着的效果,各向异性应变在该制度的超导性。
2021-06-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Ultrafast Electron Diffraction: Visualizing Dynamic States of Matter
自从发现电子波的二象性以来,电子散射仪器已经发展成为揭示物质原子结构的一系列强有力的技术。除了检测平衡结构中的局部晶格变化之外,最近的研究工作一直致力于实现长期追求的实时可视化物质动态演化的梦想。超快时间尺度下的原子行为携带着关于相变和化学反应动力学的关键信息,材料和分子中电子和核自由度的耦合,结构,功能和先前隐藏的亚稳态或非平衡态之间的相关性。超快电子脉冲在这一科学努力中起着至关重要的作用,它们的产生受到超快激光和粒子加速器技术的快速技术进步的促进。这篇评论总结了过去几十年来在这一领域的显着发展。本文介绍了超快电子束的物理和技术,着重介绍了与超快电子衍射(UED)实验最相关的优值。我们讨论了最近的发展,在产生,操纵和表征的超短电子束,旨在提高这些测量的综合时空分辨率。从原子物质的电子散射的基本原理和理论框架,从固态和气相样品检索动态结构信息进行了描述,连同基本的实验技术和几个里程碑式的作品。超快电子探针的能力不断提高,结合其他互补的光子或光谱方法,具有巨大的潜力,彻底改变我们在原子尺度上观察和理解能量和物质的能力。
2022-06-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.acc-ph