Monolayer Characteristics of Pyrene Mixed with Stearic Acid at the Air-Water Interface
在本文中，我们报告了芘与硬脂酸（SA）混合在空气-水界面上的单层特征。通过记录和分析芘-SA混合膜的表面压力-每分子面积等温线（pi-A），研究了单分子膜的性质。结果表明，芘和水杨酸在混合单分子膜中是互溶的。这种相容性/非理想性导致组成组分（芘和SA）之间的相分离。混合单分子层的BAM图像证实了混合单分子层中的非理想混合。
2008-07-16 cond-mat.mtrl-sci
Generalized many-body exciton g-factors: magnetic hybridization and non-monotonic Rydberg series in monolayer WSe$_2$
本文开发了包含自旋与轨道角动量非对角项的多体激子g因子第一性原理框架，结合GW-BSE与群论，准确重现了单层WSe$_2$低能激子行为，揭示了高能激子磁场杂化机制并解决了激子g因子非单调Rydberg系列的长期难题。
2025-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of magnon torques mediated by orbital hybridization at the light metal/antiferromagnetic insulator interface
National University of Singapore（新加坡国立大学）；Tohoku University（东北大学）
本研究在轻金属/反铁磁绝缘体界面观察到由轨道杂化介导的磁子扭矩，实现了更高的效率和更低的功耗
2026-01-09 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic MoS2 Interface Monolayer on CdS Nanowire by Cation Exchange
MoS 2原子层由于其二维结构以及可调谐的光学、电学和机械性能而引起了人们的极大兴趣，这些特性可用于下一代电子和电光器件。在这里，我们已经实现了简易的制造的二硫化钼薄膜在CdS纳米线的阳离子交换溶液中在室温下，重要的是观察到其非凡的磁性。我们建立了原子结构的MoS 2/CdS异质结的MoS 2/CdS界面的原子图像，以及执行第一性原理密度泛函几何优化和STEM-ADF图像模拟。此外，我们对MoS 2/CdS异质结构的第一性原理密度泛函计算表明，MoS 2/CdS异质结构中的磁性源于靠近MoS 2/CdS界面的铁磁MoS 2单层。这种铁磁性是由于MoS_2/CdS界面附近MoS_2和CdS单层膜之间的混合共价-离子键导致Modx ~（2-）y ~（2-）dxy导带被部分占据。目前的研究结果的铁磁MoS 2单层与大自旋极化在MoS 2-半导体界面提出了一种新的路线，为制造的过渡金属二硫属化物为基础的磁性半导体多层膜的自旋电子器件中的应用。
2016-10-01 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced Conductivity Along Lateral Homojunction Interfaces of Atomically Thin Semiconductors
异质结构中材料之间界面处的能带重新排列可以产生独特的电子特性和非平凡的低维电荷态。在单层和多层MoS $_2$的同质结中，厚度依赖的能带结构意味着能带重新排列的可能性和一个新的界面电荷态，其性质与隔离层不同。在这份报告中，我们使用扫描光电流显微镜和沿界面施加源漏偏压的栅依赖运输探测界面电荷状态。在界面处观察到的增强的光响应归因于能带弯曲。具有MoS $_2$单层-多层界面的材料的有效电导率被证明高于独立的MoS $_2$单层或多层的材料的有效电导率。一个经典的异质结构模型被构造来解释在界面处的电性能。我们的工作表明，在过渡金属二硫属化物单层/多层界面的能带工程可以提高复合单层和多层器件的纵向电导和场效应迁移率。
2016-12-12 cond-mat.mtrl-sci
Microscopic origin of magnetoferroelectricity in monolayer NiBr$_{2}$ and NiI$_{2}$
该研究利用第一性原理计算揭示单层 NiBr$_{2}$ 与 NiI$_{2}$ 的磁基态及电极化机制，区分 gKNB 与 p-d 杂化贡献。
2025-01-09 cond-mat.mtrl-sci
Unraveling orbital hybridization of triplet emitters at the metal-organic interface
我们利用扫描隧道显微镜和光谱学以及密度泛函理论研究了Au（111）界面上磷光平面铂（II）配合物的结构和电子性质。我们的分析表明，分子-基底耦合和横向分子间相互作用是弱的。虽然配体轨道在与衬底接触时基本保持不变，但我们发现由于局部杂化和电荷转移到衬底，Pt原子处的电子行为发生了改变。因此，这类新的磷光分子表现出明确的和可调的相互作用与其局部环境。
2013-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Reversible Switching of Charge Injection Barriers at Metal/Organic-Semiconductor Contacts Modified with Structurally Disordered Molecular Monolayers
金属/半导体界面通过电荷注入势垒的形成来控制半导体器件的操作，电荷注入势垒可以通过调节金属功函数来控制。然而，控制能力通常限于静态。我们表明，可以赋予一个动态的性质，使用电极表面改性与结构无序的分子单层的接口。界面处的势垒高度通过外部电场以可逆的方式显著改变。结果，观察到通过界面的载流子输运性质的急剧变化，例如金属/有机半导体/金属二极管的可逆极性反转。
2014-01-12 cond-mat.mtrl-sci
Quasiparticle Levels at Large Interface Systems from Many-body Perturbation Theory: the XAF-GW method
我们提出了一个完全从头计算方法的基础上，在GW近似的多体微扰理论，计算大界面系统的准粒子水平没有显着的共价键之间的相互作用的接口的不同组件。在我们的方法中唯一的假设是，界面的极化率矩阵（chi）可以由界面的各个组件的极化率矩阵的总和。我们分析表明，使用一个两状态的杂化模型，这一假设是有效的，即使在界面杂化的存在下，形成键合和反键合状态，直到第一顺序的重叠矩阵元素中的杂交。我们验证了我们的方法，表明在我们的方法中获得的能带结构是几乎相同的双层黑磷，其中层间杂化是显着的使用常规GW计算得到的。计算时间和存储器的显着节省，获得通过计算只为每个组件的最小的子单元格的卡，并扩展（展开）卡矩阵的界面的单元格。为了处理界面杂化，在计算自能时使用了界面的全波函数。因此，我们称这种方法为XAF-GW（X：eXpand-chi，A：Add-chi，F：Full wavefunctions）。与文献中的GW嵌入型方法相比，XAF-GW方法不限于特定的筛选环境或非杂交界面系统。XAF-GW还可以应用于具有不同维度的系统，以及诸如扭曲双层中的莫尔超晶格。我们说明了我们的方法的一般性和实用性，通过将其应用于自组装PTCDA单层Au（111）和Ag（111），和PTCDA单层石墨支撑单层WSe 2，其中获得了良好的协议与实验。
2020-12-07 cond-mat.mtrl-sci
Total energy calculation for the metallic hcp phase of Zn in the bulk, layered, and quantum dot limits
用总能量计算方法研究了Zn的金属六方晶系相在体、单层、双层和量子点极限下的结构和电子性质。从我们计算的态密度和电子能带结构，与以前的工作一致，大块杂化的Zn- $4s$，$3p$，和$3d$轨道得到。此外，我们发现这种轨道杂化也获得了单层，双层，和量子点系统。同时，我们发现Zn单层和双层体系显示出层状体系的电子特性，而量子点体系显示出0 D体系的预测行为。
2020-09-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Band tail interface states and quantum capacitance in a monolayer molybdenum disulfide field-effect-transistor
虽然具有高k值的MoS 2场效应晶体管（FET）在电子器件应用中很有前途，但界面退化的潜在物理起源在很大程度上仍未被探索。在这里，我们提出了一个系统的分析的界面态密度（Dit）和量子电容（CQ）的能量分布在双栅单层剥离的二硫化钼场效应管。CQ分析使我们能够构建作为EF的函数的Dit提取方法。最低值为8 × 10 ~（11）cm ~（-2）eV ~（-1）的Dit带尾分布表明Dit与S空位的尖峰能量分布没有直接关系。因此，Mo-S键的弯曲与界面处的应变或SiO2/Si衬底的表面粗糙度有关可能是起源。它还表明，超薄二维材料是更敏感的界面无序由于减少的状态密度。由于测量电容的所有成分都很好地理解，因此可以通过利用漂移电流模型来再现I-V特性。因此，金属/绝缘体转变的物理起源之一被认为是界面陷阱和量子电容的外部结果。
2018-01-31 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropy of the Optical Properties of Pentacene:Black Phosphorus Interfaces
黑磷（BP）是一种具有各向异性的层状材料。我们研究界面形成的并五苯单层吸附在单层BP，BP表面钝化的原型系统。我们将并五苯单分子层分别沿BP衬底的Z字形和扶手椅方向放置，以研究异质界面的各向异性。我们进行第一性原理$GW$加上Bethe-Salpeter方程（$GW$ -BSE）计算，以确定准粒子和光学性质。为了定量地分析光学性质的各向异性，我们开发了一个通用的计算方案，将界面激子分解成不同的贡献。我们发现了一个独特的电荷转移激子形成时，单层并五苯沿扶手椅方向放置，并讨论了各向异性的界面调制。我们的研究结果照亮了通过分子吸附的BP表面钝化的理解，并为未来的实验和计算研究提供了一个基准。
2022-08-16 cond-mat.mtrl-sci
Sensing orbital hybridization of graphene-diamond interface with a single spin
本研究利用金刚石氮-空位中心与界面电子的弱磁相互作用，通过测量自旋相干时间揭示石墨烯-金刚石界面的轨道杂化效应，实现了对界面电子态的低扰动微观探测。
2023-05-16 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Direct evidence of electronic interaction at the atomic-layer-deposited MoS2 monolayer/SiO2 interface
利用X射线吸收谱（XAS）和同步辐射X射线光电子能谱学（XPS）研究了在SiO2上原子层沉积的MoS 2单层膜的电子结构。采用从头算电子结构模拟方法详细分析了XAS谱随角度的演化和XPS谱随光子能量的演化。虽然类似的理论光谱的一个理想的独立的MoS 2 ML，实验光谱表现出的功能，是从一个理想的ML，这可以解释为S-O范德华（vdW）相互作用的结果不同。实验和理论光谱之间的强烈共识表明，MoS 2和相邻的SiO2层之间的vdW相互作用可以影响系统的电子结构，表现出大量的电子相互作用在MoS 2-SiO2界面。
2021-04-27 cond-mat.mtrl-sci
Magnetism induced by vacuum polarization at the gold-monolayer interface
巨磁化的聚丙氨酸单分子膜的金在最近几年中观察到的异常大的自旋选择性，薄膜的电位和它的温度依赖性的背景下，在金-单分子膜界面的真空极化的解释。的增强是直接相关的精细结构常数，并涉及的基本物理参数的变化，包括真空的渗透性和金单层界面的局部零点能的变化。通过自组装过程形成有序状态以及单层与金等离子体的相互作用形成了一种新的物质状态，该物质状态可以与零点能量强烈相互作用。
2014-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charge transfer states at the interface of the pentacene monolayer on TiO$_2$ and their influence on the optical spectrum
吸附在金红石TiO $_2$（110）上的并五苯的完整单层提供了一个有趣的模型来研究电荷转移激发，其中光学激发的电子和空穴驻留在并五苯单层和TiO $_2$表面之间的内部界面的不同侧上。本文用密度泛函理论研究了该体系的电子性质，并利用\emph{ab initio}矩阵元计算了其激子性质和光学性质。并五苯分子被发现平放在表面上，头到尾，并稍微倾斜向表面的氧行的槽-与实验一致。分子态出现在干净的TiO $_2$表面的带隙中，这使得电荷转移激发直接从分子HOMO到TiO $_2$导带。计算的光谱显示出很强的偏振依赖性，并显示出对应于电荷转移态的激子共振。我们的特征计算激子的对称性和位置在k-空间，并使用此信息来解释偏振依赖的光谱。
2016-10-06 cond-mat.mtrl-sci
Absence of a Band Gap at Interface of a Metal and Highly Doped Monolayer $MoS_2$
与半导体过渡金属二硫属化物（TMDC）如$MoS_2$的高质量电接触是解锁其独特的电子和光电性质以用于基础研究和器件应用的关键。尽管进行了大量的实验和理论努力，但与掺杂TMDC的可靠欧姆接触仍然是难以捉摸的，并且将受益于对金属-TMDC界面的基础物理的更好理解。在这里，我们提出了测量原子尺度的能带图之间的各种金属和重掺杂单层$MoS_2$使用超高真空扫描隧道显微镜（UHV-STM）的结。我们的测量结果表明，这些结的电子特性是由2D金属诱导间隙态（MIGS）。这些MIGS的特征在于在金属-半导体界面的2 nm内的$MoS_2$的局部态密度（L-DOS）中的空间增长的测量间隙。它们的衰减长度从中间带隙附近的最小值~0.55 nm延伸到带边附近的2 nm，并且对于Au、Pd和石墨接触几乎相同，表明这是单层半导体的普遍性质。我们的研究结果表明，即使在重杂质半导体，MIGS的存在设置电接触的极限。
2017-10-16 cond-mat.mtrl-sci
Graphene for spintronics: giant Rashba splitting due to hybridization with Au
到目前为止，石墨烯在自旋电子学中主要意味着高性能的自旋电流引线，因为其π电子的固有自旋轨道耦合非常弱。如果大的自旋-轨道耦合可以通过邻近效应产生，该材料也可以形成自旋电子器件的有源元件，例如达斯-达塔自旋场效应晶体管，然而，金属界面通常会损害无质量狄拉克费米子的能带色散。我们的测量结果表明，在石墨烯-Ni界面处的Au嵌入在石墨烯狄拉克锥中产生了高达费米能量的巨大自旋轨道分裂（~100 meV）。光电子能谱学揭示了Au-5d态的杂化是巨大自旋轨道分裂的来源。该系统的从头算模型显示了Rashba分裂色散，其在石墨烯的狄拉克点周围具有分析预测的无带隙能带拓扑结构，并且表明在平衡距离处的尖锐石墨烯-Au界面将仅占~10 meV的自旋轨道分裂。从头计算表明，由于金原子更接近石墨烯，不违反亚晶格对称性的增强。
2012-08-21 cond-mat.mtrl-sci
Edge States at the Interface between Monolayer and Bilayer Graphene
采用Dirac方程和数值计算相结合的方法研究了锯齿形界面单双层石墨烯的电子性质。有两种类型的锯齿形接口堆栈。在费米能级处，由于边缘态的位置不同，色散和局域态密度沿界面的表现也不同。我们希望我们的研究能对理解输运和STM实验提供一些启示。
2011-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Energetics and kinetics of vacancies in monolayer graphene boron nitride heterostructures
石墨烯和氮化硼（GPBN）异质结构提供了一种可行的方法来实现可调的带隙，在石墨烯基纳米电子和光电子器件中有着新的机会。在本研究中，我们研究了单层GPBN异质结构中空位与石墨烯/h-BN界面之间的相互作用。利用第一性原理计算研究了单层GPBN异质结构中单空位和双空位的能量学和动力学。界面被证明是空位偏析的优先位置。同时，空位的动力学被发现在界面处被显著地修改，证明了最小能量路径（MEP）和相关的迁移势垒计算。讨论了界面键合构型、能态和极化对空位形成和扩散的影响。此外，我们还证明了识别不同空位的扩散前因子的差异对于准确确定空位扩散系数是重要的。我们的研究结果为GPBN异质结构中空位的建模提供了必要的数据，并为基于GPBN的器件设计中的缺陷，界面和量子域的精确工程提供了重要的见解。
2015-03-09 cond-mat.mtrl-sci
Impact of electron-phonon interaction on the electronic structure of interfaces between organic molecules and a MoS$_2$ monolayer
本文通过第一性原理计算研究MoS$_2$与芘、吡啶单层界面的电子-声子相互作用，发现带隙重整化约80 meV，并揭示分子振动卫星峰的不同分子/杂化特征。
2025-11-08 cond-mat.mtrl-sci
Ab-initio exploration of Gd monolayer interfaced with WSe$_2$: from electronic and magnetic properties to the anomalous Hall effect
本研究通过从头算探究Gd单层与WSe₂形成的异质结构，揭示其强自旋轨道耦合与对称性破缺引发的反常霍尔效应及可调谐特性，为相关自旋电子器件设计提供理论依据。
2025-09-30 cond-mat.mtrl-sci
Structural properties and Raman spectroscopy of lipid Langmuir monolayers at the air-water interface
获得了十八胺（ODA）单分子膜和卵磷脂（PC）/ODA混合单分子膜在空气-水界面上的光谱。的单分子膜的组织已被其特征在于由表面压力面积等温线。偏光显微镜的应用提供了进一步的洞察领域的结构和相互作用的膜组件。表面增强拉曼散射（SERS）结果表明，表面活性剂的头部基团与亚相银粒子之间存在强相互作用，从而使拉曼光谱增强。通过将ODA与磷脂分子混合，并将混合物铺展在空气-水界面上，利用表面活性剂辅助的SERS效应获得了磷脂分子的振动信息。
2010-09-08 cond-mat.mtrl-sci physics.bio-ph
Spatially resolving unconventional interface Landau quantization in a graphene monolayer-bilayer planar junction
石墨烯混合平面结构由具有不同量子霍尔（QH）状态的两个区域组成，表现出不寻常的传输特性1 -5，源于两个不同区域6界面处的手性边缘态平衡。在这里，我们提出了一个亚纳米分辨的扫描隧道显微镜（STM）和光谱（STS）研究的单双层石墨烯平面结在QH制度。原子定义良好的接口，这样的交界处，使我们能够在空间上解决接口的电子特性。在界面周围，我们检测到朗道量子化的无质量狄拉克费米子，如预期在石墨烯单层，低于电荷中性点Nc的结，而出乎意料的是，只有朗道量子化的大量狄拉克费米子，如预期在石墨烯双层，观察到以上的Nc。所观察到的非常规界面朗道量子化源于这样一个事实，即跨界面的量子电导仅由结的石墨烯单层和双层区域中的最小填充因子（边缘模式的数量）确定6，7。
2015-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunnelling anisotropic magnetoresistance of Fe/GaAs/Ag(001) junctions from first principles: Effect of hybridized interface resonances
对Fe/GaAs/Ag（001）外延隧道结的第一性原理计算结果表明，在两个界面处形成的界面共振杂化可以增强系统的隧穿各向异性磁电阻（TAMR）。这种机制表现为一个非单调依赖的TAMR效应的隧道势垒的厚度，最大的中间厚度。在二维布里渊区的k分辨传输的详细扫描证明了一些杂交诱导的热点和从附近的伽玛棒点的隧道效应的贡献之间的相互作用。这种解释是支持一个简单的紧束缚模型的交界处，再现定性的第一性原理理论的大部分功能的计算属性。
2012-06-04 cond-mat.mtrl-sci
Phonoritons in a monolayer hBN optical cavity
声子是一种基元激发，预计将从激子、声子和光子之间的杂化中出现。除了有趣的多粒子结构，声子是感兴趣的，因为它们可以作为功能节点的设备，利用电子，声子和光子元件的能量转换和热传输应用。虽然声子被预言在强电磁波照射下会出现在激子介质中，但它们存在的严格条件却无法在固体中直接观察到。特别是，共振，强烈的泵浦方案已被提出，但过度的光激发的载流子阻止光学检测。在这里，我们从理论上预测的外观的声子特性在单层六方氮化硼（hBN）嵌入在一个光学腔。激子-极化激元分支与声子副本的杂交证明了声子态的相干叠加性质，声子副本可由腔-物质耦合强度调节。这一发现同时提供了一个实验途径来观察预测的声子，并开辟了一个新的途径，调谐材料的性能。
2021-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Switching of magnetism via modifying phase shift of quantum-well states by tailoring the interface electronic structure
我们证明了控制的Pd（100）的磁性的薄膜，这表明d-电子量子阱诱导的铁磁性，通过调制的界面电子状态，使用密度泛函计算。根据基于相模型的分析，Au/Pd（100）界面的形成诱导d电子量子阱态的波函数的杂化，并且调制作为倒易晶格点的函数的散射相移项。相比之下，形成Al界面，其仅具有在费米能量的s-电子，不能修改散射相移。我们的研究结果表明，修改相移的可能性，通过定制的界面电子态使用的波函数的杂化，这有效地改变了状态的密度附近的费米能的Pd膜，和顺磁性和铁磁性之间的切换发生的铁磁性的条件（斯通纳标准）的基础上。
2019-11-27 cond-mat.mtrl-sci
Molecular Hybridization Induced Antidamping and Sizable Enhanced Spin-to-Charge Conversion in Co20Fe60B20/$β$-W/C60 Heterostructures
本研究通过分子杂化在Co20Fe60B20/$β$-W/C60异质结构中实现反阻尼及自旋-电荷转换效率显著提升，为高能效自旋电子器件提供新途径。
2023-12-31 cond-mat.mtrl-sci
Hidden by graphene -- towards effective screening of interface van der Waals interactions via monolayer coating
最近在石墨烯涂覆的SiO $_2$上进行的原子力显微镜（AFM）实验~[ACS Nano { \bf 2014}，8，12410-12417]证明单层石墨烯（G）可以有效地屏蔽源自下面的衬底的分散范德华（vdW）相互作用：尽管G是单原子厚度，AFM针尖对SiO $_2$几乎不敏感，针尖-基底吸引力基本上仅由G决定。这种GvdW { \it opacity}具有深远的意义，包括多层异质结构的稳定，微机械现象，甚至多相催化。然而，这种现象的详细实验控制和高端应用还有待于对潜在物理机制的合理物理理解。通过量子多体分析和从头算密度泛函理论，我们在这里解决这一挑战提供理论合理化的观察到的G vdW { \it不透明度}弱相互作用基板。的非局部密度响应和超慢衰减的G vdW相互作用，确保标准的吸引力和多体排斥的贡献之间的补偿，使vdW { \it不透明度}在很宽的范围内的吸附距离。vdW { \it opacity}在低频极限中表现得最有效，并且延伸到包括静电德拜力的伦敦色散之外。凭借相结合的理论/实验验证，G因此出现作为一个有前途的屏蔽{ \it屏蔽}的调制和开关的vdW相互作用的接口和复杂的纳米器件。
2018-06-12 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 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
Dielectric screening at TMD:hBN interfaces: Monolayer-to-bulk transition, local-field effect, and spatial dependence
本研究采用第一性原理介电嵌入GW方法，系统研究hBN衬底对不同TMDs的介电屏蔽效应的厚度依赖、局域场效应与空间依赖性，为能带结构工程提供定量依据。
2023-05-04 cond-mat.mtrl-sci
Molecular Electronics by Chemical Modification of Semiconductor Surfaces
在金属/半导体界面中插入分子单层提供了微小化学修饰如何影响电子器件的最有力表达之一。这个主题对技术也有直接的重要性，因为它可以帮助提高各种电子设备的效率，如太阳能电池，LED，传感器和未来可能的生物电子设备，这些设备主要基于非经典半导体材料（第1节）。审查涵盖的主要方面，使用化学控制对齐的能级在接口（第2节）：钝化界面状态（第3节），插入分子偶极子在接口（第4节），诱导电荷重排和周围的接口（第5节）。设置阶段后，我们考虑了独特的电流-电压特性，导致跨金属/分子单层/半导体界面的运输。在这里，我们专注于一方面作为隧穿势垒的单层和另一方面由于其空间电荷区（第6节）而在半导体内的静电势垒之间的相互作用，以及不同的单层化学物质如何控制这些势垒中的每一个。第7节提供了实用的工具，以实验方式识别这两个障碍，并区分它们，之后第8节以总结和展望未来结束故事。虽然这篇评论关注的是混合半导体/分子效应（见参考文献10）。1，2关于这个主题的早期综述），与单层和接触的形成有关的问题，以及仅由分子主导的电荷传输，已经在其他地方进行了综述[3-6]，包括我们最近[7]。
2016-12-11 cond-mat.mtrl-sci
Tuning the electronic structure of α-antimonene monolayer through interface engineering
从衬底的界面电荷转移可能会影响外延范德华（vdW）单层的电子结构，从而影响其进一步的技术应用。例如，在起皱的蜂窝状相（α-锑烯）中的独立的Sb单层，黑色磷烯的结构类似物，被预测为半导体，但是当在Td-WTe 2衬底上生长时，外延层表现为无间隙半金属。在这里，我们表明，界面工程可以应用于调整界面电荷转移，从而外延单层的电子带。结果表明，在SnSe衬底上成功地获得了带隙约为170 meV的半导体α-锑烯单层膜。此外，在双层α-锑烯中观察到半金属-半金属的交叉。这项研究铺平了道路，通过界面工程修改二维vdW材料的电子结构。
2020-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tuning of Photoexcited Electron Dynamics at Monolayer h-BN/Metal Interfaces by Corrugation
Osaka Metropolitan University（大阪公立大学）；Institute for Molecular Science, National Institutes of Natural Sciences（国立自然科学院分子科学研究所）；Friedrich Schiller University Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）
本研究通过结构表征和时间分辨双光子光电子能谱，发现原子级波纹度可调控单层h-BN/金属界面的像势态电子弛豫动力学，是调控超快电子动力学的有效参数。
2026-08-21 cond-mat.mtrl-sci
Potential of monolayer charge
University of Latvia（拉脱维亚大学）；University of Tartu（塔尔图大学）；Slovak University of Technology in Bratislava（布拉迪斯拉发斯洛伐克工业大学）；University of Porto（波尔图大学）
本文提出单层电荷潜力的概念，通过密度泛函理论计算估计界面PMC值，并推导解析表达式以指导实验验证，旨在丰富界面电化学研究。
2026-01-29 cond-mat.mtrl-sci
Cation diffusion and hybridization effects at the Mn-GaSe(0001) interface probed by soft X-ray electron spectroscopies
本文用软X射线谱研究了在室温下蒸发Mn在ε-GaSe（0001）单晶表面形成的Mn：GaSe界面的电子性质。在芯能级和价带光电发射谱中均发现Mn取代Ga阳离子的替代效应和Mn-Se杂化效应。Mn阳离子的价态探测XAS测量在Mn的L-边缘，这表明，Mn扩散到晶格中作为Mn 2+阳离子与可忽略的晶场效应。通过Mn L边的共振光电子能谱研究了Mn在价带中的光谱权重，并根据杂质-团簇构型-相互作用模型计算了Mn的电荷转移和Mott-Hubbard能量.发现电荷转移能与系统的能隙成比例。Mn偏析的表面上的竞争效应已被确定，并已跟踪从Mn扩散通过表面上的金属层的偏析的表面上的过渡由核心级光电发射。
2013-05-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Selective hydrogenation improves interface properties of high-k dielectrics on 2D semiconductors
高介电常数薄膜与二维半导体的集成是实现高性能纳米电子学的关键一步，然而由于界面态密度高和对单层二维半导体的损伤，这仍然具有挑战性。在这项研究中，我们提出了一种选择性氢化策略，以改善界面性能，同时不影响二维半导体。使用单层二硫化钼和氮化硅的界面作为一个例子，我们表现出大大改善的界面性能的电子应用后，界面氢化，减少不均匀的电荷再分布，增加能带偏移，和未触及的电子性能的二硫化钼证明。有趣的是，该氢化过程仅选择性地发生在氮化硅表面，并且与当前的半导体制造工艺兼容。我们进一步表明，这种策略是通用的，并适用于其他界面之间的高-k介电常数和二维半导体，如HfO 2单层MoS 2。我们的研究结果表明，一个简单而可行的方法来改善界面性能，集成许多高k的过渡金属二硫化物半导体上的广泛的二维。
2021-10-13 cond-mat.mtrl-sci
First-principles design of ferromagnetic monolayer MnO$_2$ at the complex interface
本文通过第一性原理计算研究SrTiO$_3$基异质界面中单层MnO$_2$的界面工程，发现其具有与覆盖层厚度无关的金属-绝缘体转变和磁转变，并实现100%自旋极化二维电子气及室温磁性，为二维自旋电子学材料设计提供了新途径。
2023-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain effect engineered in α-Al2O3/monolayer MoS2 interface by first principle calculations
随着低维过渡金属二硫属化物（TMDCs）基金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的发展，半导体与金属氧化物半导体之间的界面对半导体的形貌和电荷输运有着显著的影响，因而受到了广泛的关注。在这项研究中，第一性原理计算被用来调查之间的界面诱导的应变效应Al 2 O3（0001）和单层MoS 2。结果表明，厚度为1.3nm的Al_2O_3可以在MoS_2单层膜上施加0.3%的应变。应变效应随着介质层厚度的增加而单调增加。对温度效应的研究也表明，温度升高会引起晶格的单调膨胀。我们的研究表明，介电工程可以是一个有效的工具，应变效应的纳米技术。
2016-12-29 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Nano-optical imaging of monolayer MoSe2-WSe2 lateral heterostructure
近场光学显微镜可以作为一种可行的途径来了解低于衍射极限的纳米材料的性质。另一方面，原子厚度的二维过渡金属二硫属化物（TMD）是近年来研究载流子、光子和声子空间限制的热点材料。基于Mo或W基单层TMD的异质结构形成II型能带排列，因此光激发载流子可以容易地分离用于与光子学和电子学有关的应用。映射这些空间受限的载流子或光子在异质结构与纳米级的分辨率，以及它们的复合行为在界面上是必要的，有效地利用这些材料在未来的高性能光电子学。为了提高MoSe2-WSe2横向异质结的空间分辨率，我们对化学气相沉积（CVD）法生长的MoSe2-WSe2横向异质结进行了针尖增强光致发光（TEPL）成像。近场纳米PL发射图被用来区分不同的晶界的存在和界面上的异质性。这种方法显著提高了二维材料的纳米级分辨率，特别是对于理解异质界面附近的PL发射特性。
2017-11-30 cond-mat.mtrl-sci
Termination-Controlled Fractionalization and Hybridization at Topological Interfaces in Organic Spin Chains
McGill University（麦吉尔大学）
研究通过控制终止 parity 实现有机自旋链中分数模式的调控，揭示终止 parity 作为设计原理用于工程和耦合分数边界模式。
2026-04-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el quant-ph
Hybrid excitations at the interface between a MoS$_2$ monolayer and organic molecules: a first-principles study
我们提出了第一性原理研究的电子和光学性质的混合有机-无机界面组成的MoS $_2$单层和$π$共轭分子芘和吡啶。对于这两个混合系统，从$G_0W_0$近似得到的准粒子能带结构显示-相反，密度泛函理论-II型水平对齐，由于相互动态屏蔽的界面成分。基于Bethe-Salpeter方程的吸收光谱的$\textit{Ab initio}$计算显示除了在MoS $_2$侧的层内激子之外，在界面处的混合激子以及电荷转移激子。这些发现表明，由半导体过渡金属二硫属化物和有机$π$共轭分子组成的混合体系可以承载丰富多样的光激发，从而为探索低维多体相互作用和激子物理提供了一个有前途的场所。
2021-12-15 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Maximizing spin-orbit torque efficiency of Ta(O)/Py via modulating oxygen-induced interface orbital hybridization
由界面Rashba效应和自旋霍尔效应引起的自旋-轨道矩被广泛认为是一种比传统的自旋转移矩更有效的控制铁磁体磁化强度的方法。通过对\b{eta}相钽的低氧化，对Ta（O）/Ni_（81）Fe_（19）双层膜的自旋-轨道矩效率进行了研究，发现Ta（O）/Py的自旋霍尔角θDL从纯Ta/Py的~ -0.18增加到Ta（O）/Py的最大值~ -0.30。此外，我们区分体自旋霍尔效应和界面Rashba效应产生的自旋轨道力矩的效率，分别通过一系列的Py/Cu（0-2 nm）/Ta（O）控制实验。在最佳氧化水平下，后者比前者有2倍以上的增强作用，甚至更为显著。我们的研究结果表明，65%的效率的提高应涉及到调制的界面Rashba类自旋轨道扭矩由于氧诱导的轨道杂化跨界面。我们的研究结果表明，通过氧诱导的轨道杂化的界面耦合的调制可以是一种替代的方法，以提高改变自旋转换率。
2020-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Coherent Coupling of WS_2 Monolayers with Metallic Photonic Nanostructures at Room Temperature
研究了室温下WS_2单层激子跃迁与金属法布里-珀罗和等离子体光学腔的强耦合。拉比分裂的101毫电子伏的法布里-珀罗腔观察到的，超过两倍的其他2D材料的报告日期。WS_2单层强耦合的增强和可见性归因于较大的吸收系数、较窄的A激子跃迁线宽和较大的自旋-轨道耦合。对于WS_2耦合到等离子体阵列，拉比分裂仍然达到60 meV，尽管不太有利的耦合条件，并显示有趣的光致发光功能。在室温下容易制造的金属谐振器中WS_2单层强耦合的明确特征表明了将轻物质杂化与自旋和谷电子学结合的许多可能性。
2016-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Engineering Thermal and Electrical Interface Properties of Phase Change Memory with Monolayer MoS2
相变存储器（PCM）是一种新兴的数据存储技术，然而其编程本质上是热的并且通常不是能量高效的。在这里，我们降低PCM的开关功率，通过结合的方法，间接接触和热约束。通过在底部电极上的氧化TiN层形成辅助接触，并且使用单层半导体界面（三原子厚的MoS 2）来实现热约束。前者减少了相变材料的开关体积，并且与典型的150 nm直径的蘑菇单元相比，复位电流减少了70%。通过超薄（~6 μ m）MoS 2实现的增强的热约束使开关电流和功率额外降低30%。我们还使用详细的模拟表明，进一步调整这种PCM电池的电和热界面，使其接近其基本极限，可能会使功率效率提高六倍。
2019-03-02 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Dipole Formation at Interfaces of Alkanethiolate Self-assembled Monolayers and Ag(111)
用密度泛函理论研究了以-CH $_3$和-CF $_3$为端基的短链硫醇盐在Ag（111）表面自组装单分子膜中界面偶极子的形成.界面偶极子的特征在于通过监测的SAM吸附后的表面功函数的变化。我们比较了具有不同分子堆积密度的结构中SAM的结果，即{ $(\sqrt{7}\times\sqrt{7}) R19.1^{\circ}$ }、{ $(\sqrt{3}\times\sqrt{3}) R30^{\circ}$ }和{p（2 $\times$ 2）}。烷硫醇自组装膜的功函数对银的堆积密度的依赖性较弱，而氟化烷硫醇自组装膜的功函数对银的堆积密度的依赖性较强。结果进行了分析，在两个几乎独立的贡献接口偶极子。这些分别源自分子偶极子和金属表面与分子之间的电荷转移。电荷转移是由银-硫键决定的，与分子的电负性无关。
2007-05-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Magnetic Triple-q State in Antiferromagnetic Monolayer Interfaced with Bismuthene
本文在Ag(111)上制备铋烯覆盖的Mn单层，结合SP-STM与DFT确认其磁基态为3Q3-like自旋织构，并揭示铋烯诱导的单轴磁各向异性及外磁场下3Q3up/down畴的切换行为。
2025-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effective lattice Hamiltonian for monolayer MoS2 : Tailoring electronic structure with perpendicular electric and magnetic fields
提出了一种描述单层$_2$低能带结构的有效晶格哈密顿量，并研究了垂直电场和磁场对其电子结构的影响.基于钼原子的$d$轨道和硫原子的$p$轨道的杂化，推导了一个紧束缚模型，然后利用准简并分割方法，引入了一个改进的单层MoS $_2$的双带连续模型.我们的理论证明了系统的低能激发不再是有质量的狄拉克费米子。它揭示了电子和空穴质量之间的差异，并提供了三角翘曲效应。此外，我们预测在朗道能级的谷简并打破效果。此外，我们也发现施加一个垂直于单层的闸极电压会改变电子结构，包括带隙和有效质量。
2013-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically switchable valley polarization, spin/valley filter, and valve effects in transition-metal dichalcogenide monolayers interfaced with two-dimensional ferromagnetic semiconductors
过渡金属二硫属化物单层中的电子谷驱动新的物理学，并允许设计多功能架构的应用。我们建议通过能带工程来操纵这些系统中的自旋/谷滤波器和阀器件的电子谷。在我们的策略中，电子谷直接耦合到二维铁磁体的自旋极化态，而不是在以前的研究中广泛使用的磁邻近效应。我们发现，这种耦合的结果在谷选择性的间隙开放，由于自旋动量锁定在过渡金属二硫属化物单层。这种物理现象引起了各种意想不到的电子性质和现象，包括半金属性，电可切换的谷极化，自旋/谷过滤器和阀效应的过渡金属二硫属化物单层。基于第一性原理计算，我们在MoTe $_2$/CoCl $_2$和CoCl $_2$/MoTe $_2$/CoCl $_2$ van der Waals异质结中进一步证明了我们的想法.因此，我们的研究提供了一种新概念器件的过渡金属二硫属化物单分子膜的电子谷工程的方法。
2021-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Orbital Hybridization Induces Giant Cubic Rashba Effect at Cu/WO$_{3}$ Interface
Indian Institute of Technology Kharagpur（印度理工学院卡拉格普尔分校）
该研究以 Cu(001)/WO₃(001)为模型，通过第一性原理计算，发现 Cu 与 WO₃ 界面因轨道杂化产生强大 Rashba 自旋分裂，立方 Rashba 贡献随 Cu 厚度变化，可提取巨大本征参数，多种界面结构中效应仍存，确定此界面为探索 Rashba 物理的新平台。
2026-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Towards Intrinsic Charge Transport in Monolayer Molybdenum Disulfide by Defect and Interface Engineering
二硫化钼被认为是一种在电子和光电子器件应用中最有前途的二维半导体材料。到目前为止，单层二硫化钼中的电荷输运是由外部因素，如带电杂质，结构缺陷和陷阱，导致迁移率远低于本征极限。在这里，我们开发了一种简单的低温硫醇化学来修复硫空位并改善界面，从而显著减少带电杂质和陷阱。室温下背栅单层二硫化钼场效应晶体管的迁移率大于80 cm ~ 2 V ~（-1）s ~（-1）。此外，我们开发了一个理论模型，以定量提取控制晶体管性能的关键微观量，包括带电杂质，短程缺陷和陷阱的密度。我们的实验和理论研究相结合，提供了一个明确的路径，本征电荷输运在二维dichalcogenides为未来的高性能器件的应用。
2014-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interface engineering of ferroelectricity in thin films of thiophosphate ABP 2 X 6 (A = Cu, Ag; B = In, Bi, Cr, V; and X = S, Se)
二维铁电体在存储器件的小型化、超高密度存储和低功耗方面具有广阔的应用前景。然而，许多硫代磷酸盐单层，即，CuInP $_2$ S $_6$的类似物（称为ABP $_2$ X $_6$）失去铁电性，而是表现出反铁电（AFE）或顺电有序。我们建议通过界面工程将AFE ABP $_2$ X $_6$单层调整到FE有序。其机理是ABP $_2$ X $_6$单分子膜的电荷极化和基底中的局部偶极子以及诱导电子极化之间存在耦合，这具有稳定FE有序的趋势。我们进一步对CuInP $_2$ Se $_6$和CuCrP $_2$ S $_6$单层及其范德华异质结进行了第一性原理计算。我们发现，AFE CuInP $_2$ Se $_6$单层成为FE与石墨烯，MoS $_2$，和h-BN单层界面。相反，CuCrP $_2$ S $_6$单层保持AFE，因为AFE和FE相之间存在大的能量差。将其与MoTe $_2$单层界面连接诱导异质结构的金属-绝缘体转变，而与极性表面MgO（111）界面连接可以将其驱动到FE。界面效应也可用于控制ABP $_2$ X $_6$多层膜的FE性质。我们进一步发现，在这些系统中的AFE到FE的过渡是电开关。特别是，它伴随着一个间接的直接带隙跃迁的CuInP $_2$ Se $_6$单层。我们的研究提供了一种有效的方法来调整的FE和电子性能的ABP $_2$ X $_6$薄膜…
2021-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Energy dependent Chemical Interface Damping induced by 1-Decanethiol Self-Assembled Monolayer on Au(111)
本文通过宽带光谱椭偏测量解耦了Au(111)上癸硫醇自组装单层诱导的化学界面阻尼，区分了诱导粗糙度与直接电荷转移两种贡献，并结合密度泛函理论计算确认了电荷转移起始能量。
2025-09-24 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
