Nature of long-lived moiré interlayer excitons in electrically tunable MoS$_{2}$/MoSe$_{2}$ heterobilayers
本文研究了MoS$_{2}$/MoSe$_{2}$异质双层中长寿命莫尔层间激子的本质,发现莫尔超晶格导致谷依赖光学选择定则反转,并使激子在微秒级寿命中保持谷极化,为研究玻色子相互作用和开发激子电路提供了平台。
2024-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Localization and interaction of interlayer excitons in MoSe$_2$/WSe$_2$ heterobilayers
本文在MoSe$_2$/WSe$_2$异质双层中识别出缺陷态和莫尔势两类势阱,揭示了它们对层间激子局域化及双激子形成的温度与激发条件的影响。
2023-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing Nonlinear Interactions of Dipolar Interlayer Excitons in MoSe$_2$/WSe$_2$ Heterobilayers
TU Darmstadt(达姆施塔特工业大学)
本研究采用激发能依赖的光致发光激发光谱,探测MoSe₂/WSe₂异质双层中层间激子的非线性相互作用,证实其存在净排斥性激子-激子相互作用,确立了PLE作为相关研究的灵敏方法。
2026-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Moiré excitons in MoSe$_2$-WSe$_2$ heterobilayers and heterotrilayers
层状二维材料在扭曲或晶格无公度异质结构中表现出丰富的输运和光学现象,层间杂化的空间变化来自莫尔干涉效应。在这里,我们报告的实验和理论研究的激子在扭曲的异质双层和heterotrilayers的过渡金属dichalcogenides。使用MoSe $_2$ -WSe $_2$堆叠作为扭曲范德华双层和三层异质结构的代表性实现,我们观察到对比的光学特征,并在不同自旋和谷构型的层间莫尔激子的理论框架中解释它们。我们得出结论,MoSe $_2$ -WSe $_2$异质双层的光致发光与来自辐射衰减的谷直接层间激子和来自驻留在莫尔超晶胞的空间上不同的区域中的动量间接储层的声子辅助发射的联合贡献是一致的,而异质三层发射完全是由于混合层谷的动量暗层间激子。我们的研究结果突出了过渡金属二硫属化物异质叠层和多层半导体范德华异质结构的其他实现的层间杂化的深刻作用。
2021-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electric-field Switching of Interlayer Magnetic Order in a van der Waals Heterobilayer via Spin-potential Coupling
本文提出自旋-电势耦合机制以增强二维范德华磁体中的磁电耦合,并据此设计CrI3/MnSe2等异质双层,在约0.1 V/Å电场下实现层间铁磁到反铁磁序的纯电场切换。
2025-02-05 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Stacking-Dependent Electronic Properties in GaSe/GaTe Heterobilayers: A First-Principles Study
该研究通过第一性原理计算五种堆叠构型的GaSe/GaTe异质双层,揭示层间配准调控轨道杂化,形成II型能带排列,为纳米电子器件设计提供原子级指导。
2025-06-22 cond-mat.mtrl-sci
Brightened spin-triplet interlayer excitons and optical selection rules in van der Waals heterobilayers
研究了过渡金属双硫族化合物异质双层结构中自旋三重态层间激子的光学性质,并与自旋单重态层间激子进行了比较。令人惊讶的是,发现自旋三重态激子的光学跃迁偶极与自旋单重态激子的光学跃迁偶极处于相同的数量级,与其中自旋三重态物质被认为是暗的单重态相比的单层激子形成鲜明对比。与单层激子的自旋守恒(自旋翻转)跃迁偶极只能耦合到平面内(平面外)偏振的光不同,由于平面外镜像对称性的破坏,层间激子的这种限制被消除。我们发现,作为层间原子注册的变化,层间激子的光学跃迁偶极子之间的相反的圆极化的平面内和平面外的自旋三重态和自旋单重态物种。因此,两种物质的激子都具有不可忽略的耦合到平面内和平面外传播的光子模式中,这是与激子主要耦合到平面外传播通道中的单层的另一个明显差异。在给定的原子登记处,自旋三重态和自旋单重态激子具有不同的谷偏振选择规则,允许层间激子的谷构型和自旋单重态/三重态构型的选择性光学寻址。
2018-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Interlayer Exciton Diffusion in Twist-Angle-Dependent Moiré Potentials of WS$_2$-WSe$_2$ Heterobilayers
半导体范德华异质结构中的莫尔条纹引入的纳米级周期势为设计激子超晶格提供了一个新的平台。为了实现这些应用,有必要深入了解层间激子在莫尔势中的定域和离域。在这里,我们研究了层间激子动力学和传输调制的摩尔势在WS $_2$ -WSe $_2$异质双层膜在时间,空间和动量域使用瞬态吸收显微镜结合第一性原理计算。实验结果验证了理论预测的能量有利的K-Q层间激子和解开激子布居动力学是由扭曲角依赖的K-Q和K-K激子之间的能量差控制。空间和时间分辨的激子群体成像直接可视化激子本地化的扭曲角相关的摩尔势~100 meV。激子输运由于莫尔势和强多体相互作用之间的相互作用而显著偏离正常扩散,导致激子密度和扭转角依赖的扩散长度。这些结果对于设计用于激子和自旋输运以及量子通信应用的VDW异质结构具有重要意义。
2019-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interlayer excitonic spectra of vertically stacked MoSe$_2$/WSe$_2$ heterobilayers
垂直堆叠的MoSe $_2$ /WSe $_2$异质结构的光谱包含额外的“层间”激子峰,其在单个单层材料中不存在,并且在面外方向上表现出显著的空间电荷分离。在前人研究的基础上,我们采用多体微扰理论方法模拟和分析了MoSe $_2$ /WSe $_2$异质双层膜的激子光谱,考虑了动量直接激子和动量间接激子。我们发现,层间激子的小振子强度和相应的光学响应与层间效应有显著的依赖关系,并使“亮”层间激子的辐射寿命在5- 200 ns(T= 4K)之间.通过求解有限动量Bethe-Salpeter方程,我们预测最低能量的激发应该是间接带隙(K $\rightarrow$ Q)上的间接激子,结合能为220.meV.然而,与最近的磁光实验和以前的理论研究一致,我们的有效激子Landé g因子的模拟表明,低能动量间接激子没有实验观察到的MoSe $_2$ /WSe $_2$异质结构。我们进一步揭示了“层间”C激子的存在与显着的激子结合能和光学振子强度,这是类似于突出的带嵌套激子在单层和少层过渡金属二硫属化物。
2021-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interplay of trapped species and absence of electron capture in Moiré heterobilayers
本研究探讨Moiré异质双层中PL发射随载流子密度蓝移及层间激子-三离子转换效率差异,指出三离子光学生成缺失源于Moiré势内近亚纳米的强局域限制。
2023-03-28 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
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
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
Electric-field-modulated topological phase transition in AlSb/InSe heterobilayers
本文通过第一性原理计算揭示AlSb/InSe范德华异质双层在外电场与SOC作用下发生普通绝缘体到拓扑绝缘体的可逆相变及其能带反转机制。
2024-06-13 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Electronic Properties and Interlayer Interactions in Antimony Oxide Homo- and Heterobilayers
本研究利用DFT计算探究氧化锑同质、异质双层的稳定构型、电子特性及堆叠方式的影响,揭示了化学计量比与堆叠调控锑基双层特性的机制。
2023-11-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Origin of Moiré Potentials in WS$_2$/WSe$_2$ Heterobilayers: Contributions from Lattice Reconstruction and Interlayer Charge Transfer
School of Physics and Electronics, Hunan University(湖南大学物理与电子学院)
研究揭示了WS₂/WSe₂异质结中莫尔势的起源,通过晶格重构和层间电荷转移共同作用形成莫尔势,促进强相关效应。
2026-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Direct determination of momentum resolved electron transfer in the photo-excited MoS2/WS2 van der Waals heterobilayer by TR-ARPES
过渡金属二硫属化物异质双层膜中的光致电荷分离正在探索莫尔激子,自旋谷极化和激子/电子的量子相位。虽然不同的动量空间可能会严重参与电荷分离动力学,很少有人知道直接从实验。在这里,我们确定动量分辨电子动力学的WS 2/MoS 2异质双层使用时间和角度分辨光电子能谱(TR-ARPES)。在K谷的光激发后,我们在短至~70 fs的时间尺度上检测到M/2、M和Q谷/点中的电子,然后在~400 fs中在K和Q谷中动态平衡。层间电荷转移伴随着特定动量的能带重整化。这些发现揭示了声子散射的重要作用,直接和间接层间激子的共存,以及对自旋谷极化的限制。
2020-01-31 cond-mat.mes-hall 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
Direct observation of minibands in twisted heterobilayers
在异质双层中堆叠具有不同层间原子注册的二维(2D)范德华材料导致长距离周期性超晶格的形成,其可以赋予异质结构奇异的性质,例如新的量子分形态[1-3]或超导性[4,5]。最近对过渡金属二硫属化物(TMD)异质双层的光学测量已经揭示了在由超晶格势定义的能量下杂化层间电子-空穴对激发的存在[6-10]。相应的准粒子能带结构,即所谓的微带,仍然难以捉摸,并且对于由TMD和另一种类型的2D材料组成的异质双层,还没有报道这样的特征。在这里,我们介绍了一种新的X射线毛细管技术,用于执行微聚焦角分辨光电子能谱(microARPES)的顺序上的1 $μ$米的空间分辨率,使我们能够映射的动量依赖的准粒子分散体的异质双层石墨烯组成的WS $_2$在可变的层间扭转角($θ$)。在多个微型布里渊区(mBZ)中直接观察到$θ= 2.5^{\circ}$的微型带,而对于$θ= 26.3^{\circ}$的较大扭转角则不存在微型带。这些发现强调了通过2D异质结构中的堆叠配置控制量子态的可能性,为生成具有增强功能的材料开辟了多种新途径,例如可调电子相关性[11]和光学跃迁的定制选择规则[12]。
2019-04-14 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
Photoinduced twist and untwist of moiré superlattices in TMDC heterobilayers
Cornell University(康奈尔大学);SLAC National Accelerator Laboratory(斯坦福直线加速器中心);Stanford University(斯坦福大学);Newcastle University(纽卡斯尔大学);Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter(马普物质结构与动力学研究所);The Flatiron Institute(平顿研究所);Los Alamos National Laboratory(洛斯阿拉莫斯国家实验室);Brookhaven National Laboratory(布鲁克海文国家实验室);University of California Los Angeles(加州大学洛杉矶分校)
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
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
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
Photoexcitation of moiré-trapped interlayer excitons via chiral phonons
Heriot-Watt University(赫瑞-瓦特大学);University of Valencia(瓦伦西亚大学);Sogang University(西江大学);National Institute for Materials Science(国立材料研究所)
通过手性声子实现摩尔陷阱层间激子的受控激发,为谷电子学和量子光子学提供新途径。
2025-12-24 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
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
Spectroscopic Signatures of Interlayer Coupling in Janus MoSSe/MoS2 Heterostructures
范德华异质结构中的层间耦合控制着各种光学和电子性质。Janus过渡金属二硫属化物(TMD)的固有偶极矩提供了一种简单而通用的方法来调节层间相互作用。在这项工作中,我们演示了如何范德华层间耦合和电荷转移的Janus MoSSe/MoS 2异质双层可以调谐的扭曲角和界面组成。具体而言,具有硫/硫(S/S)界面的Janus异质结构显示出比具有硒/硫(Se/S)界面的异质结构更强的层间耦合,如低频拉曼模式所示。通过密度泛函理论计算的层间距解释了层间相互作用的差异。更有趣的是,由电荷密度重新分布和层间耦合引起的内建电场在界面电荷转移中也起着重要的作用。即,S/S和Se/S界面表现出不同水平的MoS 2 A激子的PL猝灭,这表明在S/S和Se/S界面处的电荷转移分别增强和减少。我们的工作演示了如何Janus TMD的不对称性可以用来定制范德华异质结构中的界面相互作用。
2021-08-24 cond-mat.mtrl-sci
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
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
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
Exciton-phonon coupling induces new pathway for ultrafast intralayer-to-interlayer exciton transition and interlayer charge transfer in WS2-MoS2 heterostructure: a first-principles study
本研究采用从头算多体微扰理论开展第一性原理计算,揭示了WS₂/MoS₂异质结构中激子-声子耦合对超快层内-层间激子转移及电荷转移的作用,明确了弛豫时间下限并发现电子-空穴关联介导的新转移途径。
2024-01-31 cond-mat.mtrl-sci
Tuning electronic properties in transition metal dichalcogenides MX$_2$ (M= Mo/W, X= S/Se) heterobilayers with strain and twist angle
本研究采用 G$_0$W$_0$ 第一性原理与 Bethe-Salpeter 方程,揭示 MX$_2$ 异质双层中组成、应变及 16° 扭转对直接—间接带隙转变和层间激子结合能的调控规律。
2023-12-10 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
Emergence of non-uniform strain induced exciton species in homo- and heterobilayer transition metal dichalcogenides
Technische Universität Dresden(德累斯顿工业大学)
研究通过密度泛函理论分析双异层和异层过渡金属二硫化物中的褶皱,发现非均匀应变导致同层WSe₂中形成层间激子和异层WSe₂-MoSe₂中激子局域化,揭示了应变引起自旋角动量变化对暗态激子发光的影响。
2024-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tailoring excitonic states of van der Waals bilayers through stacking configuration, band alignment and valley-spin
单层半导体中的激子由于与光场的强耦合而具有大的光学跃迁偶极。异质双层中的层间激子具有电子和空穴组分的层分离,其特征在于大的电偶极子,其能够实现与电场的强耦合和激子-激子相互作用,代价是光学偶极子基本上被猝灭(几个数量级)。在这封信中,我们证明了在过渡金属二硫属化物(TMD)异质和同质双层中创建一类新激子的能力,该双层结合了单层和层间激子的优点,即具有大的光偶极子和大的电偶极子。这些激子由被很好地限制在单个层中的电子和在两个层中很好地延伸的空穴组成,在此通过载体物种特异性层杂交来实现,所述载体物种特异性层杂交通过旋转、平移、带偏移和谷自旋自由度的相互作用来控制。我们在不同的异质双层和均质双层系统中观察到不同种类的这种层杂化谷激子,其可用于实现强相互作用激子/极化激子气体,以及具有能量上转换或下转换的双向层间载流子转移的光量子相干控制。
2019-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Modulated Interlayer Exciton Properties in a Two-Dimensional Moire Crystal
扭曲范德华异质结构和相应的超晶格,莫尔超晶格,是显着的新材料平台,其中电子相互作用和激发态特性可以工程。特别地,相邻层之间的能带偏移可以分离激发的电子和空穴,形成表现出独特光学性质的层间激子。在这项工作中,我们采用第一性原理的GW-Bethe-Salpeter方程(BSE)方法来计算准粒子带隙,层间激子,以及它们的调制激发态的属性扭曲MoSe 2/WSe 2双层目前广泛的兴趣。除了与测量的层间激子能量取得良好一致外,我们还预测准粒子能量和层间激子能量的横向量子限制超过100 meV,指导寻找局域量子发射体和模拟二维扭曲结构中的哈伯德模型。此外,我们发现层间激子的光偶极振子强度和辐射寿命在莫尔超晶胞中被调制了几个数量级,突出了使用莫尔晶体来设计光电应用的激子特性的潜力。
2019-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Valley-magnetophonon resonance for interlayer excitons
由MoSe $_2$和WSe $_2$单层组成的异质双层膜可以容纳具有有趣特性的光学明亮的层间激子,例如超长的寿命和由于谷偏振而引起的其光致发光的显著圆偏振,这可以通过圆偏振激发或施加磁场来诱导。在这里,我们报告的观察本地化的层间激子促进invervalley空穴散射的本征谷磁声子共振。它导致了共振增加的光致发光偏振度在相同的字段为24.2特斯拉的H型和R型堆叠配置,尽管他们有很大不同的激子能量分裂。作为空穴谷间散射的微观机制,我们确定了MoSe $_2$的手征TA声子在由长程电子空穴交换相互作用混合的激子态之间的散射。
2022-05-06 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
Interlayer ferroelectric polarization modulated anomalous Hall effects in four-layer MnBi2Te4 antiferromagnets
本文通过对称性分析和DFT计算,研究了四层反铁磁MnBi2Te4中层间铁电极化对磁序和反常霍尔效应的影响,发现极化工程可将材料从平庸绝缘体转化为Chern绝缘体并反转霍尔电流方向。
2024-02-19 cond-mat.mtrl-sci
Nature of novel moiré exciton states in WSe$_2$/WS$_2$ heterobilayers
过渡金属二硫属化物(TMD)异质双层膜的莫尔图案已被证明是一个理想的平台,托管不寻常的相关电子相,新兴的磁性,和相关激子物理。虽然通过光学测量建立了新的莫尔激子态的存在,但这些状态的微观性质仍然知之甚少,通常依赖于经验拟合模型。在这里,结合大规模的第一性原理GW-BSE计算和微反射光谱,我们确定的激子共振的性质在WSe $_2$ /WS $_2$莫尔超晶格,发现了一个令人惊讶的丰富的莫尔激子,甚至不能定性地捕获流行的连续模型。我们的计算揭示了具有不同特征的莫尔激子,包括调制的Wannier激子和以前未识别的层内电荷转移激子。这些不同的激子字符的签名实验证实通过不同的莫尔激子共振的独特的载流子密度和磁场的依赖性。我们的研究突出了TMD莫尔超晶格中可能出现的高度非平凡的激子态,并提出了通过设计具有特定空间特征的激发态来调谐莫尔系统中的多体物理的新方法。
2022-01-07 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
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
Charge density wave and superconductivity modulated by c-axis stacking in the TaSe2 polytypes
University of Virginia(弗吉尼亚大学);Australian Nuclear Science and Technology Organization(澳大利亚核科学和技术组织)
TaSe2多型体中,c轴堆叠调控电荷密度波与超导性,通过不同堆叠方式影响层间耦合和电子结构。
2026-02-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
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
High Open-circuit Voltage of Graphene-Based Photovoltaic Cells Modulated by Layer-by-Layer Transfer
石墨烯以其优异的电子性能在未来的纳米电子器件中显示出巨大的应用前景。此外,其令人印象深刻的光学特性一直吸引着研究人员的兴趣,最近,嵌入了几层石墨烯(FLG)的异质结结构的光伏效应已经得到证实。在这里,我们报告的石墨烯半导体结的光伏响应和控制的开路电压(Voc)与不同数量的石墨烯层。在通过化学生长的石墨烯层的逐层转移制备的FLG中通过原位退火去除可吸附的污染物之后,FLG的功函数随着石墨烯层的增加而连续增加,尽管层间堆叠是随机的,导致FLG/Si界面的光伏行为的调制。这里观察到的表面光伏效应显示了FLG异质结系统中深度方向上的电子重新排列,表明利用FLG优异的透明度和柔性的太阳能器件的未来潜力。
2010-03-29 cond-mat.mtrl-sci
$^{51}$V NMR evidence for interlayer-modulated charge order and a first-order low-temperature transition in CsV$_3$Sb$_5$
本研究利用$^{51}$V NMR 探究 CsV$_3$Sb$_5$ 的电荷序,证实其存在层间调制的$3\mathbf{q}$ CDW($2\times2\times4$堆叠),并在约65 K处发现体相一级电荷有序相变,为相关反常现象提供了位点分辨的热力学约束。
2025-09-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Directionally Locked Heteroepitaxy with a Structurally Modulated van der Waals Material
Princeton University(普林斯顿大学);Princeton Materials Institute(普林斯顿材料研究所);Donostia International Physics Center(圣塞巴斯蒂安国际物理中心);University of the Basque Country (UPV/EHU)(巴斯克大学);Boston College(波士顿学院);The Hong Kong University of Science and Technology(香港科技大学);Indian Institute of Technology Guwahati(印度理工学院古瓦哈提分校);National Institute for Materials Science(日本国立材料研究所);Centro de Física de Materiales (CSIC-UPV/EHU)(材料物理中心);Université de Sherbrooke(舍布鲁克大学)
通过结构调制范德瓦尔TaCo2Te2基底的晶格不稳定性,实现对对称不匹配体材料CoxTey的生长与对齐,通过热处理诱导表面扩散和横向生长,实现界面方向锁定。
2026-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Comment on "Apical charge flux-modulated in-plane transport properties of cuprate superconductors"
物理学的摘要。121,157001(2018)声称“使用从头计算证明了一种新的趋势,表明在顶端阴离子(O,Cl)和顶端阳离子(例如,La、Hg、Bi、Tl)通常与实验中较高的$T_{c\,\max}$相关”。我们指出,这一趋势是包括在长期已知的[物理学。87,047003(2001)]的相关性的$T_{c\,\max}$与电子的跳跃范围在(最层间结合片)费米表面。与《物理学评论快报》中给人的印象相反。121,157001(2018),Phys. Rev. Lett. 87,047003(2001)中所述的方法不是简单地利用顶端氧距最近的CuO $_{2}$平面的距离$d_{A},$;而是如Phys. Rev. Lett. 87,047003(2001),“它由轴向轨道的能量控制,是Cu 4 $s$,顶氧2 $p_{z},$和更远轨道之间的混合物。"
2019-09-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Atomic-scale origin of charge density wave-driven metal-semiconductor transition in an incommensurately modulated metal-organic framework
Peking University(北京大学);Westlake University(西湖大学);Princeton University(普林斯顿大学);The Chinese University of Hong Kong (Shenzhen)(香港中文大学(深圳))
研究通过高纯度Pr3HHTP2单晶揭示了金属有机框架在100K时的非共轭调制结构,并观察到350K附近可逆的金属-半导体转变,证实了电子起源的晶格畸变。
2026-04-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci