Coulomb-mediated interactions of charge-transfer excitons in TMD lateral heterostructures
Philipps-Universität Marburg（马尔堡菲利普大学）；mar.quest—Marburg Center for Quantum Materials and Sustainable Technologies（mar.quest—马尔堡量子材料与可持续技术中心）
通过考虑偶极和量子交换相互作用，研究了TMD横向异质结构中高偶极矩电荷转移激子之间的相互作用，预测了密度相关的能量蓝移，并发现小偶极矩下能量重整化与偶极矩呈二次关系。
2026-06-03 cond-mat.mes-hall
Impact of charge transfer excitons on unidirectional exciton transport in lateral TMD heterostructures
该研究通过微观模拟hBN封装WSe$_2$-MoSe$_2$横向异质结构中的激子动力学，揭示能量偏移驱动的单向漂移与界面CT激子捕获的竞争导致低温下传播反而更弱的反直觉热控机制。
2025-03-03 cond-mat.mes-hall
Electronic transmission in the lateral heterostructure of semiconducting and metallic transition-metal dichalcogenide monolayers
我们分别研究了半导体和金属过渡金属二硫属化物单分子膜MoSe $_2$和NbSe $_2$的横向异质结的电子输运性质。我们采用基于第一性原理能带结构的多轨道紧束缚模型计算了电子的传输几率。传输概率取决于自旋和谷自由度。这种依赖性通过界面结构而发生质的变化。具有锯齿形界面的异质结构在传输过程中保留了电子的自旋和谷值。另一方面，扶手椅界面使导电电子能够随着谷的变化而传输，并由于谷翻转传输而增加了空穴掺杂结中的电导。我们还讨论了异质结中电流的自旋极化和谷极化。
2019-04-03 cond-mat.mes-hall
Spin polarization in Lateral two-dimensional Heterostructures
本文采用非平衡格林函数（NEGF）方法和三带紧束缚模型研究了$MoS(Se)_{2}-WS(Se)_{2}$过渡金属二硫族化物异质结中第一布里渊区边缘的自旋极化。尽管已经表明，该结构在特定的电子能量范围内没有显著的自旋极化，但是通过在金属原子片中施加横向电场，在样品上发光，并且在小的偏置电压下，可以在该结构中产生显著的自旋极化。此外，通过在引线之间施加适当的偏置电压和施加电场，即使在异质结上没有脱落光的情况下，也可以发现明显的自旋极化。
2021-03-24 cond-mat.mes-hall
Classical ratchet effects in heterostructures with a lateral periodic potential
研究了在一维横向周期势作用下，太赫兹辐射在低维半导体结构中诱导的棘轮电流。周期性电位是通过在样品表面蚀刻光栅或在样品顶部周期性地沉积金属条来产生的。微观上，光电流的产生是基于横向周期电位的组合作用，通过传输测量验证，以及由横向超晶格引起的面内调制泵浦。我们表明，总电流的很大一部分是由偏振无关的塞贝克棘轮效应。此外，偏振相关的光电流发生，我们解释其潜在的微观机制。因此，棘轮系统的类别需要通过线性和圆形棘轮来扩展，对驱动电-磁力的线性和圆形极化敏感。
2011-01-26 cond-mat.mes-hall
Nanoscale tunnel field effect transistor based on a complex oxide lateral heterostructure
我们展示了一个隧道场效应晶体管的基础上，从$\mathrm{LaAlO_3/SrTiO_3}$电子气图案化的横向异质结构。电荷通过隧穿从$\mathrm{LaAlO_3}$ / $\mathrm{SrTiO_3}$接触注入，并且通过绝缘$\mathrm{SrTiO_3}$的窄沟道的电流经由静电侧栅极控制。在低温和高温下测量了漏源I/V曲线。该晶体管表现出强电场和温度依赖性行为，具有高达$10\:\mathrm{mV/decade}$小的陡峭亚阈值斜率%和高达$g_m\approx 22 \: \mathrm{μA/V}$的介电常数。一个完全一致的输运模型的漏源隧穿再现测得的陡峭的亚阈值斜率。
2019-04-23 cond-mat.mes-hall
Lateral heterostructures of two-dimensional materials by electron-beam induced stitching
我们提出了一种新的方法来合成二维（2D）的横向异质结构的石墨烯和二硫化钼片与分子碳纳米膜（CNMs），这是基于电子束诱导缝合。通过化学气相沉积（CVD）分别在铜和SiO2衬底上生长石墨烯和MoS 2的单层，将其转移到金/云母衬底上并通过电子束光刻或光刻进行图案化。芳族硫醇的自组装单分子层（SAM）生长在金膜上不存在2D材料的区域。采用用低能电子束的照射将SAM转化为CNM，并同时将CNM边缘缝合到石墨烯和MoS 2的边缘，从而形成由两种不同材料组成的异质但连续的膜。所形成的横向异质结构具有高的机械稳定性，使得它们能够从金衬底转移到目标衬底上，甚至能够制备成独立的片材。我们的特点是这种合成的各个步骤和结构的最终异质结构的互补分析技术，包括光学显微镜，拉曼光谱，原子力显微镜（AFM），氦离子显微镜（HIM），X射线光电子能谱学（XPS）和高分辨率透射电子显微镜（HRTEM），并发现它们具有近原子尖锐的边界。
2018-05-01 cond-mat.mes-hall
Pseudo-spin triplet superconductivity in transition-metal dichalcogenide monolayers and Andreev reflection in the lateral heterostructures of 2$H$-NbSe$_2$
本文研究了过渡金属双硫属化物超导单层膜中电子对的赝自旋，表明赝自旋对超导单层膜和金属单层膜横向异质结的电输运性质有重要影响。形成库珀对的两个电子的伪自旋彼此平行，而不像真实自旋是反平行的。在横向异质结中，形成库珀对的电子输运，Andreev反射，被抑制与费米能级交叉的价带附近的边缘在金属单层。数值研究了半导体和超导过渡金属双硫族化合物、MoSe $_2$单层和NbSe $_2$单层的电荷掺杂横向异质结的电输运性质。通过改变电荷密度，我们发现了正常相和超导相电导差的符号变化，并指出这种符号变化是由赝自旋三重态超导电性引起的。
2019-05-30 cond-mat.mes-hall
Lateral heterostructures of hexagonal boron nitride and graphene: BCN alloy formation and microstructuring mechanism
将单个二维材料集成到异质结构中是关键的一步，这使得能够开发新的和技术上有趣的降维功能系统。在这里，通过在超高真空中从环硼氮烷和乙烯进行顺序化学气相沉积，在Ir（111）上合成了六方氮化硼和石墨烯的良好限定的横向异质结构。低能电子显微镜（LEEM）和选区电子衍射（μ-LEED）表明，异质结构不仅由六方氮化硼（绝缘体）和石墨烯（导体）组成，而且还形成了由B，C和N原子组成的2D合金（半导体）。合金的组成和空间延伸可以通过控制合成的参数来调节。实验证明了一种基于六方氮化硼分解的原位制备微纳米结构的新方法，并建立了解析模型，为制备各种形状的BCN和石墨烯元件建立了新的途径。通过这种方式，可以制造出原子级薄的导电和半导体组件，作为制造更复杂器件的基础。
2018-06-11 cond-mat.mes-hall
Lateral heterostructures formed by thermally converting n-type SnSe2 to p-type SnSe
不同的二维材料，当结合在一起形成异质结构时，可以表现出在单个组件中不存在的令人兴奋的特性。因此，密集的研究工作一直致力于其制造和表征。以前，垂直和面内二维异质结构已经通过机械堆叠和化学气相沉积形成。在这里，我们报告了一种新的材料系统，可以形成平面内pn结的n型SnSe 2的p型SnSe的热转换。通过扫描隧道显微镜和密度泛函理论的研究，我们发现这两种截然不同的晶格可以形成原子级尖锐的界面，并具有II型到接近III型的能带排列。我们还证明了这种方法可以用来创建微米级的平面pn结在预定义的位置。这些发现为进一步探索SnSe 2-SnSe异质结构的有趣特性铺平了道路。
2018-04-04 cond-mat.mes-hall
Tunable magnetism on the lateral mesoscale by post-processing of Co/Pt heterostructures
在纳米尺度上控制磁性对于微磁学和自旋相关输运的基础研究以及诸如磁纪录、成像和传感的各种应用是必不可少的。这已经在很高程度上通过垂直维度上的分层异质结构来实现。在这里，我们提出了一个互补的方法，允许控制调谐的横向介观尺度上的Co/Pt异质结构的磁性。通过对聚焦电子束诱导沉积（FEBID）制备的Pt基和Co基纳米带进行原位后处理，我们能够局部调节它们的矫顽场和剩磁。而单一的Co-FEBID纳米条纹没有表现出磁滞，我们发现硬磁行为后处理的Co/Pt纳米条纹的矫顽场高达850 Oe。我们将所观察到的效果归因于局部控制形成的CoPt L1 $_{0}$相，其存在已被揭示通过透射电子显微镜。
2015-04-08 cond-mat.mes-hall
Two-dimensional atomic-scale ultrathin lateral heterostructures
本研究通过MOCVD法成功制备单层MoS2/WS2超薄横向异质结构，实现原子级平整界面和单原子厚度结宽，并揭示其涌现的光学/电子性质。
2025-03-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Plasmon-Enhanced Interface Charge Transfer Exciton of 2D In-Plane Lateral and van Der Waals MoS$_2$/WS$_2$ Heterostructures
采用第一性原理计算和有限元电磁模拟相结合的多尺度计算方法，研究了二维横向和范德华2 H相MoS 2/WS 2异质结构的等离子体增强层间电荷转移激子.在2 H横向和范德华MoS $_2$ /WS $_2$异质结中观察到弱ICT激子。理论结果揭示了等离子激元与ICT激子强耦合产生激子的物理原理。金属等离子体激元能强烈增强弱CT激子，为观察弱CT激子提供了新的途径。我们的研究结果有助于加深对横向和范德华异质结中激子与等离子体激元强耦合作用所产生的激子的理解。
2020-03-27 cond-mat.mes-hall physics.optics
Interface Dark Excitons at Sharp Lateral Two-Dimensional Heterostructures
本文通过低能有效哈密顿量模型研究二维过渡金属硫族化合物横向异质结构界面暗激子，揭示界面几何结构作为赝自旋轨道耦合对激子结合能的影响，为光电子器件设计提供理论依据。
2020-10-29 cond-mat.mes-hall
Magnetotransport and lateral confinement in an InSe van der Waals Heterostructure
硒化铟（InSe）作为一种新型的范德华异质结平台材料，由于其独特的电学和光学性质，在近六年来得到了广泛的研究。如过渡金属二硫属化物（TMDC），其可观的带隙和高电子迁移率可以提供潜在的光电应用。在这里，我们提出了低温下的传输测量的几层InSe范德华异质结与石墨烯栅接触。对于高磁场，我们观察到磁阻极小值，甚至填充因子相关的两倍自旋简并。通过静电门控与负偏置分裂栅极，实现了一维沟道。接近夹断，运输通过收缩占主导地位的本地化状态的充电能量范围从2至5毫电子伏。这项工作为探索包括量子点接触和量子点在内的低维物理提供了新的可能性。
2018-05-28 cond-mat.mes-hall
Band alignment of two-dimensional lateral heterostructures
最近的实验合成的二维（2D）异质结构打开了一扇门，在定制新的2D器件的电子性能的新的机会。在这里，我们表明，广泛的横向2D异质结构可以有一个突出的优势，比传统的三维（3D）异质结构，因为他们的能带排列是不敏感的界面条件。对于半导体-金属结，它们应分别处于肖特基-莫特极限和半导体结的安德森极限。这种与3D异质结构的根本区别在于，在大距离的渐近极限中，界面偶极子的影响对于2D系统消失。然而，由于偶极场的缓慢衰减和对真空厚度的依赖性，基于第一性原理计算的研究往往不能得出这样的结论。以石墨烯/六边形BN和MoS 2/WS 2横向异质结构为各自的原型，我们表明收敛结宽度可以比3D结的宽度长一个数量级。目前的结果提供了重要的指导，高品质的传输设备，无论是涉及横向二维异质结构。
2016-12-28 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Bi2Te3-Sb2Te3-Bi2Te3 Lateral Heterostructures Grown by Molecular Beam Epitaxy
本研究通过分子束外延在hBN上分步生长制备了Bi2Te3-Sb2Te3-Bi2Te3横向异质结构，并利用电子显微术和第一性原理计算表征了其结构、等离激元及拓扑性质。
2025-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large room temperature spin-to-charge conversion signals in a few-layer graphene/Pt lateral heterostructure
不需要磁性材料而产生和检测纯自旋电流是实现全电控自旋电子器件的关键因素。在这个框架中，实现大的自旋-电荷转换信号是至关重要的，因为合理的应用需要相当大的输出。不幸的是，迄今为止获得的数值相当低。在这里，我们利用自旋霍尔效应通过使用Pt，一种非磁性金属与强自旋轨道耦合，产生和检测纯自旋电流在几层石墨烯通道。此外，石墨烯具有比金属更长距离的自旋传输和更高的电阻率的出色性能，使我们能够在石墨烯/Pt横向异质结构中实现迄今为止文献中报道的室温下最大的自旋到电荷电压信号。我们的方法为实现基于自旋轨道的逻辑电路和在没有磁场的情况下对自旋信息的所有电气控制开辟了令人兴奋的机会。
2017-07-07 cond-mat.mes-hall
Atomically sharp 1D interfaces in 2D lateral heterostructures of VSe$_2$-NbSe$_2$ monolayers
本文提出一锅两步分子束侧向外延方法，成功合成具有原子级尖锐界面的1T-VSe$_2$-1H-NbSe$_2$单层侧向异质结，发现界面处存在额外电子态与近藤共振特征，为研究人工量子材料提供新平台。
2024-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Transistor concepts based on lateral heterostructures of metallic and semiconducting phases of MoS$_2$
在本文中，我们提出了两个晶体管的概念的基础上横向异质结的单层MoS $_2$，由相邻区域的1T（金属）和2H（半导体）相，最近的研究表明，通过电子束照射获得这种异质结的可能性的启发。第一个概念，横向异质结构场效应晶体管，表现出更好的性能相对于预见的CMOS技术的发展，无论是高性能和低功耗应用的潜力。性能潜力已通过详细的多尺度材料和设备模拟进行了评估。第二个概念，平面barristor，也表现出潜在的竞争力与CMOS的性能，和改善的数量级的主要数字的优点相对于最近提出的垂直barristor。
2018-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-dependent refraction at the interface of lateral heterostructures of 2$H$-type transition-metal dichalcogenide monolayers
本文研究了空穴掺杂金属和半导体二硫属化合物单层横向异质结中电子波的折射效应。采用第一性原理计算和晶格格林函数相结合的方法，对2 $H$型MoSe $_2$ -NbS $_2$和WSe $_2$ -NbS $_2$结中的这种效应进行了理论研究.我们表明，电子波改变了在界面上的运动方向，并根据自旋沿两个不同的方向准直的速度。我们发现透射几率随电荷密度的增加而增加，折射电子束的方向相对于垂直于界面的轴接近于$\pm30^\circ$。金属过渡金属二硫属化物由于具有强的三角弯曲效应、大的费米面和塞曼型自旋轨道耦合，对折射效应是必不可少的。折射效应使得能够通过使用过渡金属二硫属化物单层的简单制造来产生自旋极化的电子电流。
2019-09-30 cond-mat.mes-hall
Lateral Heterostructure Field-Effect Transistors Based on 2D-Material Stacks With Varying Thickness and Energy Filtering Source
带隙依赖于某些2D材料族的原子层的数量，可以用于设计和使用横向异质结构（LH）作为高性能场效应晶体管（FET）。这种选择可以提供非常好的晶格匹配以及高异质界面质量。更重要的是，这种层堆叠的带隙调制可以引起2D材料的态密度（DOS）的陡峭转变，由于能量过滤源，这最终可以用于实现LH-FET中的亚60 mV/十倍亚阈值摆幅。我们已经观察到这种效果的情况下，PdS 2 LH-FET由于其双层配置的状态的特定密度。我们的研究结果是基于从头算和多尺度材料和器件建模，并煽动探索的二维材料设计空间，以找到更突然的DOS转换和更好的合适的候选人。
2020-01-09 cond-mat.mes-hall
Electrically Controlled Interfacial Charge Transfer Induced Excitons in MoSe2-WSe2 Lateral Heterostructure
本文研究单层MoSe2-WSe2横向异质结构中电控激子产生、输运与量子发射调控，结合石墨烯栅极器件、低温光谱和第一性原理计算，揭示界面电荷转移与电场协同机制，为电光量子器件发展提供新路径。
2024-07-18 cond-mat.mes-hall
Sequential Edge-Epitaxy in 2D Lateral Heterostructures
二维异质结在高性能、低功耗的光电系统中显示出巨大的应用潜力。基于垂直堆叠的异质结构的pn结已经显示出作为隧穿晶体管、发光器件和光电探测器以及作为光电池的非常有前途的性能。虽然复杂的垂直异质结构是通过不同的二维材料的范德华堆叠来制造的，但在横向异质结构中原子级尖锐的多结是一项非常具有挑战性的任务，但却是商业应用开发的可行路线。先前报道的获得MoX 2-WX 2（X= S和/或Se）型单结横向异质结构的方法涉及单步或两步生长过程。然而，这些方法缺乏控制TMD域的横向宽度以及其组成的灵活性。在这里，我们报告了一个简单的，但可扩展的合成方法，用于制造横向多结异质结构的基础上的组合不同的TMD单层[MoX 2-WX 2（X2 = S2，Se 2或SSe）]。原子尖锐的横向结连续合成的固体前体，通过只改变反应气体环境中的水蒸气的存在。这允许选择性地控制水诱导的氧化、挥发以及因此特定金属氧化物蒸气的相对量，从而导致MoX 2或WX 2的选择性边缘外延生长。空间相关的光致发光和原子分辨率的图像证实了高结晶度的单层和不同的TMD域之间的无缝横向连接。这些发现可以扩展到其他2D材料家族，并为开发复杂和原子级薄的面内超晶格，器件和集成电路奠定了基础。
2017-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical manipulation of valley-qubit and valley geometric phase in lateral monolayer heterostructures
本研究针对单层MoS₂/WS₂横向结栅极量子点中的谷同位旋固态量子比特，提出全电泵浦及非阿贝尔谷贝里相位两种操控方案，通过紧束缚含时薛定谔-泊松方程求解验证，为可扩展谷量子比特架构提供新路径。
2024-08-19 cond-mat.mes-hall
CVD Grown Hybrid MoSe$_2$-WSe$_2$ Lateral/Vertical Heterostructures with Strong Interlayer Exciton Emission
Friedrich Schiller University Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）；Technical University Darmstadt（达姆施塔特工业大学）；Ulm University（乌尔姆大学）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）
本文通过CVD法合成MoSe₂-WSe₂异质结构，展示其强层间激子发射特性，为二维量子材料的基础研究和应用提供新途径。
2026-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
One-dimensional electron gas in strained lateral heterostructures of single layer materials
电子气沿着其中一个空间方向的限制为沿着许多实际电子应用的侧面研究量子输运的基本原理开辟了一条途径，高电子迁移率晶体管就是一个突出的例子。具有不同电子极化的两种材料的异质结可用于导电通道的工程设计。将这个概念扩展到单层材料导致一维电子气（1DEG）。MoS 2/WS 2横向异质结构被用作实现1DEG的原型。电子极化的不连续性是通过应变的异质结，利用在MoS 2和WS 2之间的压电耦合的差异。提出了一个完整的理论，描述了二维材料的横向异质结中的诱导电场分布，并通过第一性原理计算进行了验证。
2017-03-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Single-Electron Transistor in Strained Si/SiGe Heterostructures
使用分裂栅极技术在调制掺杂硅/硅锗异质结构的二维电子气中形成横向量子点。采用电子束光刻来产生分裂栅极。通过向这些栅极施加负电压，下面的电子气被耗尽并且形成横向量子点，其尺寸可以通过栅极电压来调节。我们观察到单电子操作与库仑阻塞行为低于1 K。栅极漏电流得到很好的控制，表明这种类型的应用肖特基栅极最近遇到的问题是不是调制掺杂的Si/SiGe异质结构的固有限制，如已推测。
2005-08-10 cond-mat.mes-hall
The emergence of interface states in graphene/transition metal dichalcogenides heterostructure with lateral interface
研究了石墨烯/过渡金属二硫族化物异质结构中通过调控金属成分引发的拓扑交叉现象，发现具有侧向界面的Gr/(Mo-W)Se2异质结构能容纳拓扑保护的无能隙传播模式，其稳定性取决于系统尺寸。
2023-04-12 cond-mat.mes-hall
Microwave-driven ferromagnet--topological-insulator heterostructures: The prospect for giant spin battery effect and quantized charge pump devices
我们研究的异质结构中，一个二维的拓扑绝缘体（TI）连接到两个正常的金属（NM）电极，而一个岛的铁磁绝缘体（FI）旋进磁化覆盖其横向边缘的一部分，通过磁邻近效应诱导下的时间相关的交换场。当FI岛覆盖两个横向边缘时，这种装置在没有任何偏置电压的情况下泵送纯自旋电流，从而充当即使在非常小的微波功率输入下也具有巨大输出电流的有效自旋电池，从而驱动进动。当只有一个横向边缘被FI岛覆盖时，电荷和自旋电流都被泵送到NM电极中。我们描绘了相应的电导（电流-微波频率比）的条件下进行量化的进动锥角，这是强大的相对于弱无序，并可以进一步扩展设备的几何形状的变化在一个很宽的区间。
2010-05-20 cond-mat.mes-hall
Lateral 2D superlattices in GaAs heterostructures with independent control of carrier density and modulation potential
本研究提出一种GaAs-AlGaAs异质结构二维表面超晶格的新型双层器件设计，采用原位栅极实现短周期高迁移率超晶格，可独立宽范围调控载流子密度与调制势幅值，经低温磁输运测量验证工艺损伤小，可实现弱到强的势调制调谐。
2024-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin-to-charge conversion in lateral and vertical topological-insulator/ferromagnet heterostructures with microwave-driven precessing magnetization
利用电荷守恒的Floquet-Green函数方法，研究了在外加时间周期势驱动下，铁磁（F）层旋进磁化（在没有直流偏置电压的情况下）抽运的自旋电流如何{ \em横向}注入到强自旋轨道耦合（SOC）界面，并转化为同向流动的电荷电流.在与实验中使用的Rashba SOC的金属界面的情况下[Nature Comm. { \bf 4}，2944（2013）]，自旋$I^{S_α}$和电荷$I$电流都在其中流动，其中$I/I^{S_α} \simeq$ 2- 8\ %。（取决于旋进锥角），而对于相关实验中采用的F/拓扑绝缘体（F/TI）界面（arXiv：1312.7091）由于在TI表面上的完美的自旋-动量锁定，转换效率大大提高了$I/I^{S_α} \simeq$ 40- 60\ %。当自旋电流以较小的效率$I/I^{S_α} \sim 0.001\%$被泵送{ \em垂直}通过F/TI界面时，也发生自旋-电荷转换，但是电荷电流信号对界面处的狄拉克费米子是有质量的还是无质量的敏感。
2014-07-15 cond-mat.mes-hall
Energy-resolved Photoconductivity Mapping in a Monolayer-bilayer WSe2 Lateral Heterostructure
范德华材料的垂直和横向异质结构为能带结构工程提供了巨大的灵活性。由于电子带的缺陷，应变和层间耦合的敏感影响，这些二维（2D）系统的边缘和异质结可能会表现出新的物理特性，这可以完全揭示只有空间分辨探针。在这里，我们报告的空间映射的光电导在单双层WSe 2横向异质结构下的多激发激光。随着光子能量的增加，微波阻抗显微镜检测到的光诱导电导首先出现沿异质界面和双层边缘，然后沿单层边缘，双层区域内，最后在单层区域的内部。可动载流子在样品不同截面上的相继出现与局域能隙的理论计算相一致。定量分析的显微镜和运输数据也揭示了线性依赖的激光强度和层间耦合的载流子复合的光电导。结合理论建模，原子尺度成像，介观阻抗显微镜，和设备级的表征，我们的工作提出了一个令人兴奋的观点，以控制在2D异质结构的固有带隙变化下降到几个纳米政权。
2018-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Lateral heterostructures and one-dimensional interfaces in 2D transition metal dichalcogenides
二维（2D）材料的生长和剥落导致在具有不同组成或相的晶体之间的接合处产生边缘和新颖的界面状态。这些混合异质结构（HS）可以被构建为垂直范德华\emph{stacks}，从而产生2D界面，或者被构建为\emph{stitched}相邻单层晶体，从而产生一维（1D）界面。虽然大部分的注意力都集中在垂直HS，越来越多的理论和实验的兴趣在1D接口是显而易见的。不同2D材料之间的面内界面态继承了两种晶体的特性，从而产生具有独特的1D非抛物色散和强自旋轨道效应的稳健状态。由于这些独特的特性，这些状态为实现1D物理提供了一个令人兴奋的平台。在这里，我们回顾和讨论在一维异质结的进展，重点是半导体过渡金属二硫属化物$MX_{2}$（与$M$ =Mo，W和$X$ = S，Se，Te）之间的理论方法，以及如何界面状态可以被表征和利用。我们还解决了界面如何依赖于边缘几何形状（如锯齿形和扶手椅）或应变，晶格参数不同的界面，以及这些功能如何影响激子/光学响应。这篇评论的目的是作为一个资源，促进理论和实验研究，在这个迅速发展的领域。
2019-03-30 cond-mat.mes-hall
Trion Engineered Multimodal Transistors in Two dimensional Bilayer Semiconductor Lateral Heterostructures
Indian Institute of Technology Kharagpur（印度理工学院卡拉格普尔分校）；Indian Institute of Technology Bombay（印度理工学院孟买分校）；Philipps-University at Marburg（马尔堡菲利普斯大学）；Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）
本研究通过二维双层半导体横向异质结实现多模态晶体管，利用内在能级分离调控三重态生成与传输，为光电和量子技术发展提供新路径。
2024-11-02 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Sidewall depletion in nano-patterned LAO/STO heterostructures
我们报道了利用LaAlO $_{3}$ / SrTiO $_{3}$（LAO/STO）界面上形成的准二维电子气（q2 DEG）制备纳米结构。该工艺使用电子束光刻结合反应离子蚀刻。该技术允许将高质量结构图案化到小至$100$ nm的横向尺寸，同时保持导电性质而不会在STO衬底中诱发导电性。不同宽度的图案化霍尔条的温度依赖性输运性质在低温和室温下仅显示电导率的小尺寸依赖性。这种偏离可以用窄的横向耗尽区来解释。图案化过程的所有步骤都是完全工业兼容的。
2015-02-23 cond-mat.mes-hall
CVD Graphene Contacts for Lateral Heterostructure MoS${_2}$ Field Effect Transistors
针对二维材料晶体管欧姆接触制备难的问题，研究人员制备了CVD二硫化钼与CVD石墨烯的横向异质结晶体管，实现低接触电阻与高开关比，并通过经实验校准的理论模型验证了其进一步缩放与性能提升的潜力。
2024-04-05 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Nanopore-patterned CuSe drives the realization of PbSe-CuSe lateral heterostructure
针对传统衬底上单层PbSe因界面应变难以观测拓扑晶体绝缘体特征的问题，提出基于分子束外延的两步法，以纳米孔图案化CuSe为模板在Cu(111)衬底上制备出具有原子级锐利界面、带隙1.8eV的单层PbSe-CuSe横向异质结，为拓扑量子物理研究提供了新的材料平台。
2023-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Formation of a lateral p-n junction light-emitting diode on an n-type high-mobility GaAs/Al$_{0.33}$Ga$_{0.67}$As heterostructure
本研究在n型GaAs/Al$_{0.33}$Ga$_{0.67}$As异质结构上制备含两个横向p-n结的发光器件，通过栅压调控实现可控电致发光，其技术可与栅控量子器件集成以构建按需单光子源。
2024-08-15 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Electronic Transport and Thermopower in 2D and 3D Heterostructures--A Theory Perspective
在这篇综述中，我们讨论了界面和异质结对材料的电子和热电输运性质的影响。我们回顾了最近在理解二维（2D）材料中的电子输运方面的进展，从石墨烯到过渡金属二硫属化物（TMD），它们的同质结（晶界），横向异质结（如石墨烯/MoS $_2$横向界面）和垂直范德华（vdW）异质结构。我们还回顾了二维异质结的热电性能的工作，以及它们在创建设备，如共振隧穿二极管（RTD）的应用。最后，我们把我们的重点放在三维（3D）异质结构的工作。虽然输运在3D异质结构已经研究了几十年，在这里，我们回顾了最近的进展，理论和模拟的量子效应通过维格纳和非平衡格林函数（NEGF）的方法对运输。这些模拟技术已成功地应用于了解异质结对热电性能的影响，在能量收集和电子共振隧穿中的应用，在RTD中的应用。我们的结论是，已经取得了巨大的进展，在模拟和实验的目标，了解运输异质结构，这一进展将很快被parlayed到改进的能量转换器和量子纳米电子器件。
2019-03-14 cond-mat.mes-hall
Dimensional reduction of the Luttinger Hamiltonian and g-factors of holes in symmetric two-dimensional semiconductor heterostructures
锌掺杂半导体中空穴的自旋轨道相互作用比电子的强得多。这使得空穴系统对于可能的自旋电子学应用非常有吸引力。在三维（3D）中，空穴的动力学由众所周知的Luttinger哈密顿量描述。然而，大多数最近的自旋电子学的应用都涉及到二维异质结构，其中在一个方向上的动力学是冻结由于量子限制。限制导致Luttinger Hamilton算子的降维，3D ->2D。由于自旋-轨道相互作用、外部磁场和施加在异质结构上的横向栅极电势的相互作用，减少是高度非平凡的并且是未知的。在目前的工作中，我们执行的减少，从而推导出一般的有效哈密顿描述自旋电子学效应的对称二维（2D）异质结构。特别地，我们做了以下工作：（i）推导出与横向门势相关的自旋-轨道相互作用和达尔文相互作用，（ii）确定动量依赖的面外g因子，（iii）指出存在两个独立的面内g因子，（iv）确定面内g因子的动量依赖性。
2016-10-11 cond-mat.mes-hall
Interface-Bound States and Majorana Zero Modes in Lateral Heterostructures of Bi$_2$Se$_3$ and Sb$_2$Te$_3$ with Proximity-Induced Superconductivity
本文构建含空间变化化学势与 s 波配对的二维 Dirac/BdG 模型，证明 Nb 邻近超导的 Bi$_2$Se$_3$–Sb$_2$Te$_3$ 横向异质结可产生受拓扑不变量保护且抗扰动的 MZM，并给出隧穿谱预测。
2025-05-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Neutron Reflectometry: a technique for revealing emergent phenomena at interfaces in heterostructures
中子反射计（NR）已成为一种独特的技术，用于研究生物相关材料和磁性材料的薄膜的结构和磁性。相对于许多其他表面敏感技术，NR的优势在于其亚纳米分辨率，能够在分子水平上进行结构表征。而在生物相关样品的情况下，NR可以用于探测掩埋界面处的薄膜，即使采用复杂的样品环境，也是无损的。而NR的极化版本最适合于揭示具有亚纳米深度分辨率的界面磁性。在这篇文章中，我将简要介绍NR的基本原理，以及NR在生物相关样品和磁性异质结构中的一些应用。
2023-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
1D Interface-Induced Real-Space Berry Curvature Gradient Encoded in SpinValley-Coupled Nonlinear Photocurrent in Lateral Heterostructure
Indian Institute of Technology, Kharagpur（印度理工学院哈格普尔分校）；RWTH Aachen University（亚琛工业大学）
本研究在单层横向异质结构中观察到由一维界面诱导的贝里曲率偶极子驱动的自旋-谷耦合圆光生伏特效应，为谷电子学提供了新平台。
2026-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Lateral Interfaces of Transition Metal Dichalcogenides: A Stable Tunable One-Dimensional Physics Platform
我们研究在平面横向异质结构的相称过渡金属二硫族化物，如MoS $_{2}$ -WS $_{2}$和MoSe $_{2}$ -WSe $_{2}$，并发现界面和边缘状态，高度本地化的异质结构的这些区域。这些是一维（1D）的性质，躺在带隙的散装结构，并表现出复杂的轨道和自旋结构。我们描述这样的heteroribbons与三轨道紧束缚模型，使用第一性原理和实验参数作为输入，使我们能够模拟现实的系统。分析建模的1D界面带的结果在远程跳跃由于沿界面的杂交，具有较强的自旋轨道耦合。我们进一步探讨了位于界面处的磁性杂质之间的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida间接相互作用。不寻常的界面态的特点导致有效的长程交换杂质之间的非共线相互作用。这些结果表明，过渡金属二硫属化物界面可以作为稳定的，可调的一维平台，具有独特的性能，可能用于探索马约拉纳费米子，等离子体激发和自旋电子学应用。
2019-01-03 cond-mat.mes-hall
Spatially Resolved Persistent Photoconductivity in MoS$_2$-WS$_2$ Lateral Heterostructures
二维半导体的光学和电学性质通过光激发的束缚态和自由载流子之间的强相互作用内在地联系在一起。在这里，我们使用近场扫描微波显微镜（SMM）图像的空间变化的光电导在MOS $_2$ -WS $_2$横向多结异质结构，使用光子能量分辨窄带照明。我们发现，在个别域中的光电导的发病对应于光吸收发病，确认紧密结合的激子在过渡金属二硫属化物，但可以解离成自由载流子。这些光生载流子最有可能是n型的，并且可以持续数天，通过有限元建模，我们发现它们可以将载流子密度提高200倍。这种持久的光电导性似乎是占主导地位的贡献，从多层的MoS $_2$域，我们属性的薄片宽的响应的一部分，跨异质界面的电荷转移。我们的SMM成像与光致发光（PL）映射的空间相关性证实了PL峰值发射光子能量、PL强度和局部累积电荷之间的密切联系。这项工作揭示了这些系统在空间和时间上复杂的光电响应，并警告说，在照明过程中或之后测量的属性可能不会反映这些材料的真正的黑暗状态，而是亚稳态带电状态。
2020-08-10 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Spin polarization of electrons by non-magnetic heterostructures : basics of spin-optics
我们提出利用自旋轨道相互作用强度不同的两个区域之间的横向界面，在门控二维半导体异质结构中自旋轨道电子。对于具有非零入射角的束，透射电子将分裂成以不同角度传播的两个自旋极化分量。我们分析了在这样的界面处的折射，并概述了过滤和控制电子自旋的基本方案。
2004-03-09 cond-mat.mes-hall
Spin-wave Goos-Hänchen effect induced by 360 degree domain walls in magnetic heterostructures
本文系统研究了磁异质结构中360度畴壁诱导的自旋波古斯-汉欣效应，揭示其可在无界面Dzyaloshinskii-Moriya相互作用时由独特势阱维持，并可通过畴壁阵列增强，为自旋波操控提供新途径。
2024-07-31 cond-mat.mes-hall
Quantum engineering of transistors based on 2D materials heterostructures
量子工程需要一个原子接一个原子地设计和制造电子设备。这种结合了材料科学和器件工程的创新技术已经被最近在二维材料的垂直和横向异质结构的制造方面的进展以及通过计算纳米技术对技术潜力的评估所促进。但是，我们离下一代原子级薄晶体管的实际实现还有多远？从这个角度来看，我们分析了使用二维材料异质结构的量子工程晶体管的前景和挑战，以及硅技术的基准及其在潜在性能和可制造性方面的可预见发展。从性能的角度来看，基于横向异质结构的晶体管成为最有前途的选择，即使异质结构的形成和控制处于初始技术开发阶段。
2018-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Small scale lateral superlattices in two-dimensional electron gases prepared by diblock copolymer masks
甲聚（苯乙烯-嵌段-甲基丙烯酸甲酯）二嵌段共聚物在六方柱相已被用作掩模，用于制备周期性的栅极上的Ga[Al] As-异质结构。43 nm的超晶格周期可以施加到二维电子气上。运输测量显示零磁场附近的一个特征性的正磁阻，我们解释为电子运动的签名引导的超晶格势。
2008-06-25 cond-mat.mes-hall
Significance of an external magnetic field on two-phonon processes in gated lateral semiconductor quantum dots
本文概述了栅控横向半导体量子点（QD）上双声子过程的理论和数值计算。在外加磁场的作用下，利用两个横向耦合的量子点构成的异质结构，研究了电子在两个声子作用下的散射速率。形式主义是基于声学声子模式通过未屏蔽的变形势和压电相互作用时，晶格缺乏一个中心的反演对称。用二阶微扰理论计算了速率。散射率与外加磁场、晶格温度和量子点间距密切相关。
2014-05-28 cond-mat.mes-hall
Carrier Confinement in GaN/AlGaN Nanowire Heterostructures for 0 < x <= 1
分析了Al浓度在x = 0.08和1之间时GAN/AlGaN纳米线中GAN纳米盘的三维载流子限制及其对光致发光特性的影响。通过高分辨率透射电子显微镜的结构分析揭示了横向AlGaN壳的存在下，由于组成依赖的横向生长速率的屏障材料。的结构特性被用作输入参数的三维数值模拟的限制，这表明AlGaN壳的存在下，被认为是解释所观察到的依赖关系的发射能量上的Al浓度的障碍。模拟显示，x ~ 30%的发射能量的最大值被分配给最小的横向应变梯度，因此在纳米盘中的最低径向内部电场。势垒中较高的Al浓度导致高径向电场，其可以克服激子结合能并导致发射强度显著降低。采用不同Al浓度下高度为1.2 nm ~ 3.5 nm的纳米线样品研究了极化诱导轴向内电场对光致发光特性的影响。与GAN/AlGaN量子阱结构相比，量子限制斯塔克效应的影响显著降低，这归因于异质界面处失配位错的形成，这削弱了内部电极化的强度场。
2011-09-15 cond-mat.mes-hall
Quantised Charge Transport driven by a Surface Acoustic Wave in induced unipolar and bipolar junctions
表面声波（SAW）已经被用于在几百微米的长距离上传输单个电子。通过促进遥远的量子比特之间的相互作用，它们可能有助于实现可扩展的量子处理器和量子中继器。虽然迄今为止的大部分工作都集中在SAW器件在掺杂GaAs/AlGaAs异质结，我们已经开发出一种方法，创建横向pn结在未掺杂的异质结包含一个量子阱，具有预期的优势，减少了电荷噪声和增加自旋相干寿命，由于缺乏掺杂剂散射中心。我们目前的SAW驱动的单电子量子化电流在未掺杂的GaAs/AlGaAs异质结，其中单个电子之间的区域感生电子传输的实验观察。我们还演示了通过SAW在电子和空穴区域之间的亚微米耗尽沟道中泵浦电子，并观察到在这样的横向pn结处的光发射。改善在结中的横向限制应该使它有可能产生一个量子化的电子-空穴电流，因此SAW驱动的单光子发射。
2019-10-11 cond-mat.mes-hall
Valley-polarization and stable triplet exciton formation in 2D lateral heterostrcuture of hBN-kagome and graphene
基于第一性原理计算，提出hBN kagome与石墨烯横向异质结，利用反演对称性破缺实现谷极化，并证实微弱谷间耦合及三重态激子0.46 eV的更高结合能，可用于先进谷电子学应用。
2023-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
