Mass inversion in graphene by proximity to dichalcogenide monolayer
由在TMD衬底层上沉积石墨烯层引起的邻近效应改变石墨烯中的电子态的动力学，诱导自旋轨道耦合（SOC）和交错电势效应。描述石墨烯中不同对称性破缺项的有效哈密顿量，同时保持时间反演不变性，表明反转质量带隙制度是可能的。不同的微扰项的竞争导致从倒置的质量相位过渡到双层异质结构中的交错间隙，如在其相图中所看到的。紧束缚计算的双层验证了有效的模型参数。层之间的相对栅极电压可以在实验上可获得的系统中产生这种相变。用Berry曲率和谷陈数表征了系统的相位，表明系统可能表现出量子自旋霍尔和谷霍尔效应.
2016-08-02 cond-mat.mes-hall
Large Proximity-Induced Spin Lifetime Anisotropy in Transition Metal Dichalcogenide/Graphene Heterostructures
范德华异质结构已经成为设计新材料和器件的范例，其中可以通过组合单个2D层的特性来定制特定的功能。单层过渡金属二硫属化物（TMD）是对石墨烯（Gr）的极好补充，因为Gr中的高质量电荷和自旋输运通过邻近效应富集了TMD的大自旋-轨道耦合。可控的自旋谷耦合使得这些异质结构对于自旋电子学和光谷电子学应用特别有吸引力。在这项工作中，我们研究了自旋进动在单层MoSe 2/Gr异质结，并观察到一个非常规的，戏剧性的调制的自旋信号，显示一个数量级更长的寿命的面外自旋（40 ps）相比，面内自旋（3.5 ps）。这一演示的大自旋寿命各向异性TMD/Gr异质结，是一个直接的证据，诱导自旋谷耦合Gr，并提供了一个可访问的路线Gr的自旋动力学的操纵，与TMD接口。
2017-08-14 cond-mat.mes-hall
Giant proximity exchange and valley splitting in transition metal dichalcogenide/$h\mathrm{BN}$/(Co, Ni) heterostructures
从第一性原理出发，研究了由六方氮化硼（hBN）和铁磁（FM）钴（Co）或镍（Ni）组成的自旋注入器几何结构中的过渡金属二硫属化物（TMDC）中邻近诱导的交换耦合.我们采用一个最小的紧束缚哈密顿量，捕捉低能带的TMDC周围的K和K'谷，提取轨道，自旋轨道，和交换参数。TMDC/hBN/FM异质结构计算表明，由于hBN缓冲层，TMDC的能带结构被保留，在能带中具有额外的邻近诱导的交换分裂。我们提取邻近交换参数在1- 10毫电子伏的范围内，根据FM。邻近诱导的交换和TMDC的固有自旋轨道耦合（SOC）的组合导致谷极化，转化为数十特斯拉的磁交换场。提取的参数是有用的，为随后的激子计算TMDC中存在的hBN/FM自旋注入器。我们计算的吸收光谱显示激子峰的大分裂;在MoS $_2$ /hBN/Co的情况下，我们发现约8 meV的值，对应于裸TMDC中约50特斯拉的外部磁场。原因在于能带结构，其中与Co $d$轨道的杂化导致大于10 meV的巨大价带交换分裂。与Ni的结构不显示任何$d$水平的杂交功能，但仍然相当大的邻近交换和激子峰分裂约2毫电子伏的存在于TMDC。
2020-02-11 cond-mat.mes-hall
Reversible edge spin currents in antiferromagnetically proximitized dichalcogenides
我们探讨了沉积在反铁磁（AFM）绝缘衬底上的过渡金属二硫属化物带的邻近效应。我们模拟这些混合异质结使用紧结合模型，该模型采用了交流和Rashba领域接近原子力显微镜材料引起的。强大的边缘状态，分散在midgap的dichalcogenide强烈影响感应交换场，反映不同的AFM在基板上的顺序。这导致增强的自旋-轨道耦合效应和复杂的自旋投影内容的锯齿形带边缘上的状态。门控系统，移动费米能级在midgap范围内也表现出自旋极化电流在这些边缘。沿着边缘的反平行交换场导致自旋电流，其可以利用所施加的场来反转极化。这些混合结构的附加功能可以提供自旋电子器件和多功能平台，以进一步利用不同材料系统中的邻近效应。
2020-04-02 cond-mat.mes-hall
Proximity effects of chiral magnetization on transition metal dichalcogenides monolayers
Lomonosov Moscow State University（莫斯科国立罗蒙诺索夫大学）；University of Hamburg（汉堡大学）；Ioffe Institute（约费研究所）
该研究探究手性120°奈尔磁结构对过渡金属二硫化物单层的邻近效应，构建有效k·p模型，预测反常反铁磁霍尔效应，还提出可通过光学方法测量手性磁化的面内取向分布。
2026-08-04 cond-mat.mes-hall
Spin-valley dynamics in alloy-based transition metal dichalcogenide heterobilayers
本文通过时间分辨克尔旋转光谱和理论建模，研究了基于合金单层半导体的二维过渡金属硫族化物异质双层中的自旋谷弛豫动力学，揭示了层间激子复合与载流子自旋退极化在谷动力学中的作用，为未来二维谷电子器件发展提供微观机制见解。
2020-07-07 cond-mat.mes-hall
Influence of Electrostatic Environment on the Proximity Spin-Orbit Coupling in Graphene on Transition-Metal Dichalcogenides
University of Antwerp（安特卫普大学）；University of York（约克大学）
本研究通过紧束缚方法揭示扭转角和静电环境（电荷转移偶极子与能带对齐）显著调控石墨烯/TMD异质结中的邻近自旋轨道耦合，并解释文献中参数分散的根源。
2026-09-23 cond-mat.mes-hall
Magneto-optical conductivity of monolayer transition metal dichalcogenides in the presence of proximity-induced exchange interaction and external electrical field
本研究理论分析了外场与邻近诱导交换作用下单层过渡金属二硫化物的磁光特性，揭示了朗道能级结构与吸收峰调控规律，为相关光电器件设计提供了理论支撑。
2024-11-02 cond-mat.mes-hall
Proximity-induced spin-polarized magnetocaloric effect in transition metal dichalcogenides
我们探讨邻近诱导磁热效应（MCE）的过渡金属二硫属化物，专注于二维（2D）的MoTe $_2$单层沉积在铁磁半导体EuO衬底连接到一个热源。我们使用紧束缚模型，将交换和Rashba字段诱导接近EuO，并包括温度通过费米统计模型的异质结构。由于EuO衬底，在2D MoTe $_2$层上诱导MCE，揭示了MoTe $_2$ -EuO系统的带隙之外的能量的大的自旋极化熵变化。通过门控化学势，MCE可以被调谐以产生用于自旋向上的加热和用于自旋向下的冷却，所述加热和冷却跨越价带中的$K$和$K'$谷分裂，而对导带中的两个自旋进行加热或冷却。Rashba场增强了价带中的MCE，同时降低了导带中的MCE。交换场诱导的MCE可能是有用的，以产生可调的自旋极化的热响应在磁性接近的2D材料。
2021-08-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Giant Valley-Polarized Spin Splittings in Magnetized Janus Pt Dichalcogenides
我们揭示了巨大的邻近感生磁性和谷极化效应的Janus Pt dichalcogenides（如SPtSe），当绑定到氧化铕（EuO）衬底。使用第一性原理模拟，令人惊讶地发现，电荷重新分布，由于接近EuO，导致形成两个K和K $^{'}$谷的导带。这些山谷中的每一个都显示出自己的自旋极化和特定的自旋纹理所决定的破碎反转和时间反转对称性，以及谷交换和Rashba分裂高达数百meV。这为探索低维半导体中的新型自旋谷物理提供了一个平台，潜在的自旋输运机制，如自旋轨道扭矩，对无序和温度效应更具弹性。
2022-01-11 cond-mat.mes-hall
Fine structure of the cyclotron resonance in heterobilayers of proximitized graphene and transition metal dichalcogenides
Ioffe Institute（约费研究所）；Department of Physics, University at Buffalo, State University of New York（纽约州立大学布法罗分校物理系）
本文分析了在量子化磁场下，由近邻自旋相互作用（包括自旋-赝自旋Rashba耦合）诱导的石墨烯/TMD异质双层中回旋共振吸收的精细双峰结构和自旋翻转吸收，揭示了自旋近邻效应对磁光响应的调制。
2026-06-24 cond-mat.mes-hall
Anomalous Hall effect in 2$H$-phase transition-metal dichalcogenide monolayers on ferromagnetic substrates
研究了过渡金属二硫属化合物2H-$MX_2$（$M$ = Mo，W，$X$ = S，Se，Te）单层膜在铁磁基底邻近效应下的反常霍尔效应.如果引入邻近诱导交换场，$K$和$K'$谷中的自旋极化能带向相反的方向移动，并且通过破坏时间反转对称性引起霍尔效应。诱导的霍尔效应在具有大的本征自旋分裂的价带中最为突出。此外，我们发现，从垂直方向倾斜的磁化引起的霍尔电导率只在电子侧的敏感变化，这是由于混合的Berry相的面内场在近简并导带。
2017-08-09 cond-mat.mes-hall
General conditions for proximity-induced odd-frequency superconductivity in two-dimensional electronic systems
在对二维电子系统和超导体作最小假设的情况下，得到了与超导体近耦合的二维电子系统中奇频超导配对出现的一般条件.使用我们的一般结果，我们表明，一个简单的异质结构形成的单层的VI族过渡金属二硫属化物，如二硫化钼，和一个s波超导体与Rashba自旋轨道耦合将表现出奇频超导配对。此外，我们表明，在这样的异质结构的奇频配对振幅将成正比的产品的Rashba自旋轨道耦合在衬底和自旋轨道耦合在二硫属化物层。
2016-07-07 cond-mat.mes-hall
Trivial and inverted Dirac bands, and emergence of quantum spin Hall states in graphene on transition-metal dichalcogenides
从第一性原理出发，研究了单层过渡金属二硫属化合物（TMDC）中石墨烯的邻近轨道效应和自旋轨道效应。发现石墨烯的狄拉克能带结构位于硫化物和硒化物的TMDC的半导体带隙内，而它与碲化物的价带合并。在前一种情况下，通过拟合唯象的有效哈密顿量，建立了狄拉克电子的邻近诱导的交错势隙和自旋轨道耦合（都在meV尺度上）。虽然在MoS $_2$、MoSe $_2$和WS $_2$上的石墨烯具有拓扑上平凡的能带结构，但在WSe $_2$上的石墨烯表现出反转的能带。利用一个现实的紧束缚模型，我们发现拓扑保护的螺旋边缘状态的石墨烯锯齿形纳米带WSe $_2$，证明量子自旋霍尔效应。该模型还具有“半拓扑状态”，仅在一个边缘上防止时间反转无序。
2015-10-01 cond-mat.mes-hall
Twist- and gate-tunable proximity spin-orbit coupling, spin relaxation anisotropy, and charge-to-spin conversion in heterostructures of graphene and transition-metal dichalcogenides
本研究基于DFT方法揭示了石墨烯/TMDC异质结构中邻近自旋轨道耦合的扭曲角与栅极可调性，并计算出高达10^4的自旋寿命各向异性及扭曲可调的电荷-自旋转换效率。
2023-10-27 cond-mat.mes-hall
Twist-angle dependent proximity induced spin-orbit coupling in graphene/transition-metal dichalcogenide heterostructures
本文用第一性原理计算研究扭转石墨烯/TMDC异质结构，通过应变线性关系和补偿电场提取不同扭转角下的 valley-Zeeman 与 Rashba 邻近自旋轨道耦合。
2023-06-02 cond-mat.mes-hall
Dipolar interlayer excitons in transition metal dichalcogenide alloy heterobilayers
Foundation for Research and Technology-Hellas（希腊研究与技术基金会）；University of Crete（克里特大学）；National Institute for Materials Science（国家材料科学研究所）
本文报道了MoS$_{1.4}$Se$_{0.6}$/MoSe$_2$合金异质双层中偶极层间激子的光致发光特性，展示了其纳米级寿命和可调偶极相互作用，为研究激子多体物理提供了新平台。
2026-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Superconducting properties of transition metal dichalcogenides in proximity to a conventional superconductor
Uppsala University（乌普萨拉大学）；Wallenberg Initiative Materials Science for Sustainability, Uppsala University（乌普萨拉大学瓦伦堡可持续材料科学倡议）
研究了过渡金属二硫化物接近常规超导体时的超导性质，发现自旋三重态超导对的形成与伊辛自旋轨道耦合和拉沙尔自旋轨道耦合的作用有关。
2026-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Longitudinal and transverse mobilities of $n$-type monolayer transition metal dichalcogenides in the presence of proximity-induced interactions at low temperature
该研究理论探究了低温近邻相互作用下n型单层过渡金属二硫化物的输运特性，揭示了RSOC与交换作用对能谷自旋、能带简并的调控机制，提出可通过多参数调控霍尔电流的大小与方向。
2024-11-02 cond-mat.mes-hall
Topological superconductivity at the edge of transition metal dichalcogenides
时间反演破缺拓扑超导体是一种新的物质状态，它可以在边缘支持Majorana零模。本文提出了一维拓扑超导和Majorana零模的一种新实现。所提出的系统由过渡金属二硫属化物MX2（M=Mo，W; X=S，Se）的超导衬底上的单层。基于第一性原理计算，我们发现以金属原子M为终端的单分子膜MX 2的锯齿形边缘具有强自旋轨道耦合和自发磁化的边缘态.通过与超导衬底的邻近耦合，可以在这样的边缘处诱导拓扑超导性。我们提出了NbS 2作为衬底的自然选择，并基于第一性原理计算和低能有效模型估算了邻近感生超导能隙。作为我们的理论的实验结果，我们预测，马约拉纳零模式可以检测到在120度角的MX2片在超导基板附近。
2013-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Spin-quenching in molecule-transition-metal-dichalcogenide heterostructure through inverse proximity effect
National Renewable Energy Laboratory（美国国家可再生能源实验室）；King’s College London（伦敦国王学院）
本研究针对二维磁体-TMD异质结中层间磁激子暗度高、难利用的问题，采用从头算多体图解方法，发现分子-TMD界面的逆邻近效应可调控激子特性并实现自旋淬灭，为磁激子态操控提供新机制。
2025-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Spin waves in antiferromagnetically coupled bilayers of transition-metal dichalcogenides with Dzialoshinskii-Moriya interaction
本文研究钒基二硫族化物等二维范德华材料双层中的自旋波，假设存在Dzialoshinskii-Moriya相互作用及外部诱导的面内易轴各向异性，基于Hollstein-Primakoff-Bogolubov变换的自旋波理论分析共线自旋基态。核心贡献是建立该体系的自旋波理论框架。
2024-04-20 cond-mat.mes-hall
Proximity-induced topological phases in bilayer graphene
我们研究了在过渡金属二硫属化物单层膜上沉积双层石墨烯所诱导的相的能带结构。紧束缚和低能有效哈密顿量计算表明，在这些系统中诱导出具有自旋霍尔效应的拓扑非平凡相是可能的。我们分类散装绝缘相通过计算的Z $_2$不变量，这明确地确定了拓扑结构。这些和类似的混合系统下施加的栅极电压的研究打开了可调拓扑结构在实际实验系统的可能性。
2018-02-12 cond-mat.mes-hall
Exchange-bias controlled correlations in magnetically encapsulated twisted van der Waals dichalcogenides
扭曲范德华材料已经成为实现奇异关联态的一个典型平台。在这里，我们表明，扭曲的二硫属化物双层（WSe $_2$）之间的磁性范德华材料（CrBr $_3$）封装功能与可调谷和自旋风味的平带。我们证明，当电子-电子相互作用，自旋铁磁和谷铁磁状态出现在平坦的带，源于相互作用，内在的自旋轨道耦合和交换邻近效应之间的相互作用。我们表明，特定的对称性破缺状态是由相对排列的磁化封装，展示了交换偏置控制的相关态的出现。我们的研究结果提出了一种新的范德华异质结构，其中对称性破缺态来自扭曲工程，自旋轨道耦合和交换邻近之间的真正相互作用，为探索物质的奇异集体态提供了一个强有力的起点。
2020-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Optimal charge-to-spin conversion in graphene on transition metal dichalcogenides
当石墨烯被放置在半导体过渡金属二硫属化物（TMD）的单层上时，其能带结构由于邻近自旋-轨道效应以及反转对称性的界面破缺而发展出丰富的自旋织构。在这项工作中，我们表明，在TMD单层石墨烯的低能态的特征自旋缠绕，使电流驱动的自旋极化称为逆自旋电流效应（ISGE）。通过引入一个适当的品质因数，我们量化的电荷到自旋转换的效率，并显示它是接近统一的费米能级接近自旋少数带。值得注意的是，在高电子密度下，即使占据了具有相反自旋螺旋度的子带，效率也仅以代数方式衰减。在TMD单层上石墨烯预测的巨大ISGE对无序是鲁棒的，并且在室温下仍然很大。
2017-12-29 cond-mat.mes-hall
Giant Spin Lifetime Anisotropy in Graphene Induced by Proximity Effects
我们报告与过渡金属二硫属化物（TMDC）的石墨烯界面的自旋动力学的基本方面。通过使用从第一原理导出的现实模型，我们计算自旋寿命各向异性，定义为指向石墨烯平面外的自旋与指向平面内的自旋的寿命之比。在强的谷间散射的存在下，各向异性可以达到前所未有的几十到几百的值，而它减少到1/2弱无序。这种行为是由自旋谷锁定介导的，自旋谷锁定在TMDC中很强，并被印在石墨烯上。这种巨大的自旋输运各向异性，由邻近效应驱动，为设计新的自旋器件功能提供了一个令人兴奋的范例。
2017-11-15 cond-mat.mes-hall
The gate-tunable strong and fragile topology of multilayer-graphene on a transition metal dichalcogenide
我们分析了夹在相同的过渡金属二硫属化物之间的多层石墨烯的相图。最近在所有范德瓦尔异质结构中实现，这些三明治在石墨烯中诱导了相当大的（1-15 meV）自旋轨道耦合，提供了一种在原始和栅极可调平台中设计拓扑能带结构的方法。我们发现一个丰富的相图，取决于层的数量$N$和门可调垂直电场。对于$N > 1$和奇数，系统是一个强的二维拓扑绝缘体，其带隙等于邻近诱导的伊辛自旋轨道耦合的强度，在中等电场下，该耦合恢复到平凡相。对于$N$ -偶，低能量带表现出最近提出的“脆弱”晶体拓扑结构的形式，以及电场调谐不同的原子绝缘体之间的保护相变。因此，AB-堆叠的双层和ABC-堆叠的三层石墨烯被预测提供易碎和强拓扑的可控实验实现。
2019-01-09 cond-mat.mes-hall
Manipulation of Spin Transport in Graphene/Transition Metal Dichalcogenide Heterobilayers upon Twisting
邻近效应是二维材料奇异现象和技术应用的支柱之一。然而，相互作用的性质强烈地依赖于所涉及的材料、它们的晶体对称性和界面性质。在这里，我们使用大规模的第一性原理计算来证明应变和扭转角是有效的旋钮，以定制石墨烯过渡金属二硫属化物异质双层中的自旋-轨道耦合。我们发现，通过选择30度的扭转角，自旋弛豫时间增加了两个数量级，打开了一条路径，以提高这些异质结构的自旋输运能力。此外，我们证明，应变和扭转角将修改valley-Zeeman和Rashba自旋轨道耦合的相对值，允许调整到一个理想的Dirac-Rashba制度的系统。这些结果使我们能够设想在不同的实验中发现的自旋-轨道耦合的可变性的答案，并具有显着的后果依赖于多晶性，其中晶粒形成在不同的取向的应用程序。
2021-08-27 cond-mat.mes-hall
Strong electron-hole symmetric Rashba spin-orbit coupling in graphene/monolayer transition metal dichalcogenide heterostructures
尽管石墨烯具有极弱的固有自旋轨道耦合（SOC），但已显示石墨烯通过与剥离的过渡金属二硫属化物（TMD）的邻近耦合而获得相当大的SOC。在这里，我们展示了强烈的诱导Rashba SOC的石墨烯是接近耦合到一个单层TMD膜，二硫化钼或WSe 2，生长通过化学气相沉积具有显着不同的费米能级位置。石墨烯/TMD异质结构是利用六方氮化硼，作为一个平面模板，以促进密切接触，因此，强烈的界面之间的相互作用，如证明的TMD光致发光的淬灭的拾取转移技术制造。我们观察到强烈的诱导石墨烯SOC，表现在一个明显的弱反本地化（WAL）的石墨烯磁导效应。从WAL分析中提取的自旋弛豫速率随动量散射时间线性变化，并且与载流子类型无关。这表明一个占主导地位的Dyakonov-Perel自旋弛豫机制所引起的诱导Rashba SOC。我们的分析产生的Rashba SOC的能量约1.5 meV的石墨烯/WSe 2和约0.9 meV的石墨烯/MoS 2，分别。诱导Rashba SOC的近电子-空穴对称性质提供了可能的潜在SOC机制的线索。
2017-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Hall effect and Weak Antilocalization in Graphene/Transition Metal Dichalcogenide Heterostructures
我们报告的自旋霍尔效应（SHE）和弱反定域化（WAL）在石墨烯/过渡金属二硫属化物（TMDC）异质结构的理论研究，通过有效的实空间量子输运方法计算，并使用从从头计算参数化的现实紧束缚模型。石墨烯/WS 2系统被发现，以最大限度地提高自旋邻近效应相比，石墨烯上的二硫化钼2，WSe 2，或MoSe 2，与无序发挥了至关重要的作用，考虑到消失的SHE信号中存在的强谷间散射。值得注意的是，我们发现，较强的WAL效应是伴随着较弱的电荷-自旋转换效率。对于石墨烯/TMDC异质结构的进一步实验研究，我们的研究结果提供了达到自旋电流形成的上限和充分收获二维材料的自旋电子学应用的潜力的指导方针。
2017-09-06 cond-mat.mes-hall
Giant asymmetric proximity-induced spin-orbit coupling in twisted graphene/SnTe heterostructure
本文分析了石墨烯与铁电SnTe构成的三度扭曲异质结，发现通过近邻效应可实现大于20 meV的巨大非对称自旋劈裂，铁电诱导的Rashba耦合占主导，证明IV族单硫族化合物是诱导强自旋轨道耦合的可行替代方案。
2024-06-28 cond-mat.mes-hall
Proximity spin-orbit and exchange coupling in ABA and ABC trilayer graphene van der Waals heterostructures
我们研究了封装在半导体过渡金属二硫属化合物单层和铁磁半导体Cr $_2$ Ge $_2$ Te $_6$中的ABA和ABC三层石墨烯中的邻近自旋轨道和交换耦合。采用第一性原理计算，我们得到的多层堆叠的电子结构和提取相关的邻近诱导的轨道和自旋相互作用参数通过拟合的低能带模型哈密顿量。我们还证明了横向电场的邻近效应的可调谐性。使用模型哈密顿，我们还研究了混合自旋轨道/交换耦合封装，这使得定制的自旋相互作用非常有效地由所施加的字段。我们还总结了裸ABA，ABC和ABB三层的自旋轨道物理，并提供，随着电子能带结构的第一原理结果，态密度，自旋分裂，和电场的可调性的带，定性的了解所观察到的行为和现实的模型参数作为资源的模型模拟的三层石墨烯的传输和相关物理。
2022-02-24 cond-mat.mes-hall
Exciton-polariton mediated interaction between two nitrogen-vacancy color centers in diamond using two-dimensional transition metal dichalcogenides
本文从量子主方程出发，讨论了金刚石中两个带负电荷的氮空位色心通过激子-极化激元在金刚石晶体附近的二维过渡金属二硫族化物层中传播的相互作用。我们专注于光学1.945 eV跃迁和模型的氮空位色心作为两个层次的（人工）原子。我们发现，相互作用参数和能级重整化常数对氮空位中心到过渡金属二硫族化物层的距离非常敏感。得到了激子-极化激元谱和进入林德布拉德方程的阻尼常数的解析表达式。讨论了激子介导超辐射产生的条件。
2020-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical and thermal transport in a twisted heterostructure of transition metal dichalcogenide and CrI$_3$ connected to a superconductor
过渡金属二硫属化物（TMDC）和碘化铬（CrI $_3$）异质结构之间的邻近交换效应的宽调谐性为TMDC在二维磁电机中的使用提供了有趣的可能性。本文利用Dirac -Bogoliubov-de Gennes方程研究了扭转角和栅电场对TMDC/CrI $_3$结的电输运和热输运的影响。我们表明，显着的量可以控制由于自旋轨道相互作用的能带结构的自旋分裂，和带的交换分裂产生的邻近效应。由于自旋轨道耦合，Andreev反射（AR）过程的性质高度依赖于自旋谷极化态。值得注意的是，完美的自旋谷极化AR是可能在一个很宽的偏置范围内，通过使用栅极电压来调整本地费米能量和不同类型的电荷掺杂。发现具有$p$型掺杂的所提出的结构具有较大的自旋谷极化Andreev电导和高热导。我们进一步表明，根据TMDC材料和化学势的TMDC/CrI $_3$层，扭曲可以导致抑制或显着增加Andreev电导以及增强热导的化学势小于超导制度。
2022-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Visualization of Band Shifting and Interlayer Coupling in WxMo1-xS2 Alloys using Near-Field Broadband Absorption Microscopy
超越衍射极限的光学吸收光谱提供了关于组分扩散和堆叠的二维材料的渐变能带结构的深刻信息，其中直接/间接带隙、层间耦合、滑动和可能的缺陷显著地改变其光电功能，例如光致发光效率。我们在这里可视化的空间变化的能带结构的单层和双层过渡金属二硫族化物合金的第一次通过使用近场宽带吸收显微镜。近场光谱和空间图表明激子能带的位移，从组成扩展和层间耦合的相互作用的结果。这些结果使我们能够确定双层合金的顶层为纯WS 2。我们还使用无像差的近场透射图像来标定合金和纯过渡金属二硫族化物的精确边界。该技术可以为堆叠科学时代的各种层状结构提供新的见解，以寻求新颖的量子光电子器件。
2022-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Proximity-induced ferromagnetism and chemical reactivity in few layers VSe2 heterostructures
在过渡金属二硫属化物中，单层和几层厚的VSe 2在该系统中具有固有的室温铁磁性之后获得了最近的关注，但这已被证明是有争议的。在这里，我们解决的Fe/VSe 2异质结构的磁性和化学性质相结合的元素敏感吸收光谱和光电子能谱。我们的X-射线磁性圆二色性结果证实了最近的研究结果，即本机单/少层和散装VSe 2不显示任何签名的内在铁磁有序。尽管如此，我们发现，铁磁性可以诱导，即使在室温下，与Fe薄膜层耦合后，与V上的时刻相对于Fe的反平行排列。我们进一步考虑了Fe/VSe 2界面的化学反应性及其与界面磁耦合的关系。
2019-09-04 cond-mat.mes-hall
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
Spin-resolved optical conductivity of two-dimensional group-VIB transition-metal dichalcogenides
我们提出了一个二维（2D）的第六B族过渡金属二硫属化物（TMD）的自旋分辨的光学电导的从头计算研究。我们进行了完全相对论密度泛函理论计算结合最大局域Wannier函数，以获得极高的分辨率带流形，并专注于在宽的频率范围内的圆偏振光的二维TMD的光响应。我们提出了广泛的单层TMD涉及钼和钨结合硫和硒的数值结果。我们的数值方法使我们能够定位具有高精度的布里渊区中的点的位置，负责在光学响应中的范霍夫奇点。令人惊讶的是，一些鞍点并不完全沿着布里渊区的高对称方向出现，尽管它们碰巧非常接近。
2014-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Increasing the proximity induced spin-orbit coupling in bilayer graphene/WSe$_2$ heterostructures with pressure
本文研究了双层石墨烯/WSe$_2$异质结构中近邻诱导自旋轨道耦合的压力依赖性，通过磁电导测量发现施加2 GPa静水压可使SOC强度增加50%以上，为增强关联相和自旋量子比特性能提供了新途径。
2025-08-15 cond-mat.mes-hall
Microscopic Theory of Spin Relaxation Anisotropy in Graphene with Proximity-Induced Spin-Orbit Coupling
通过邻近效应在石墨烯中诱导相当大的自旋-轨道相互作用被确立为利用二维狄拉克费米子进行自旋电子学的成功途径。半导体过渡金属二硫属化物（TMD）是石墨烯的理想补充，因为它们具有强的内在自旋轨道耦合（SOC）和自旋/谷选择性光吸收，这允许全光学自旋注入石墨烯。在这项研究中，我们提出了一个微观理论的自旋动力学在弱无序石墨烯样品受到均匀的邻近诱导的SOC实现在石墨烯/TMD双层。采用含时微扰方法导出了高电子密度下自旋动力学的自旋布洛赫方程。各种情况下进行预测，取决于一个微妙的竞争之间的界面诱导Bychkov-Rashba和自旋谷（塞曼型）的相互作用和谷内间散射率的比率。对于弱SOC，与无序诱导的准粒子加宽相比，面外与面内自旋寿命的各向异性比$ζ=τ_{s}^{\perp}/τ_{s}^{\parallel}$在定性上与Cummings及其同事最近提出的弱波动SOC场中的自旋玩具模型一致[PRL 119，206601（2017）]。在良好分辨的SOC的相反制度中，获得了定性不同的公式，其可以在以石墨烯层中的均匀邻近诱导的SOC为特征的超净异质结构中进行测试。
2018-07-24 cond-mat.mes-hall
Stoner instabilities and Ising excitonic states in twisted transition metal dichalcogenides
通过扭转WSe2的磁输运测量，发现公度性之外存在两个新关联电子相：范霍夫奇点驱动的反铁磁金属和重入磁场驱动的Ising激子绝缘体。
2024-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Strongly anisotropic spin relaxation in graphene/transition metal dichalcogenide heterostructures at room temperature
石墨烯由于其可调谐的电子特性，已成为未来二维自旋电子学的首要材料。在石墨烯中，自旋信息可以长距离传输，并且原则上可以通过使用磁相关或由邻近效应引起的大自旋轨道耦合（SOC）来操纵。特别地，当石墨烯与半导体过渡金属十硫属化物（例如二硫化钨（WS $_2$））界面连接时，已经预测了显著的SOC增强。这种增强的签名最近有报道，但在这些系统中的自旋弛豫的性质仍然未知。在这里，我们明确地证明了各向异性的自旋动力学在双层异质结构，包括石墨烯和WS $_2$。通过使用面外自旋旋进，我们表明，自旋寿命是最大的自旋时，石墨烯平面的指向。此外，我们观察到的自旋寿命变化超过一个数量级取决于自旋取向，表明强自旋谷耦合WS $_2$中的双层中的印记，并认为传播的自旋。这些发现为探索二维材料中的耦合自旋谷现象提供了一个丰富的平台，并提供了基于自旋弛豫各向异性的新型自旋操纵策略。
2018-04-25 cond-mat.mes-hall
Pressure and Proximity Tuned Twisted Bilayer Graphene
Loughborough University（拉夫堡大学）
本研究通过封装和压力调控扭曲双层石墨烯，发现非径向自旋纹理下的纯共线爱德斯坦效应，并利用压力调节费米面与量子几何，为莫尔异质结构的拓扑和自旋-电荷转换提供新途径。
2026-09-21 cond-mat.mes-hall
Enhanced Magnetism in Heterostructures with Transition-Metal Dichalcogenide Monolayers
二维材料及其异质结构为纳米尺度的磁性开辟了新的可能性。在这项研究中，我们利用第一性原理模拟研究的结构，电子和磁性的$\textrm{Fe}/\textrm{WSe}_2/\textrm{Pt}$系统包含原始的，有缺陷的，或掺杂的$\textrm{WSe}_2$单层。铁磁Fe层的邻近效应进行了研究，考虑缺陷和钒掺杂的$\textrm{WSe}_2$单层。所有的异质结构被发现是铁磁性的，和插入的过渡金属dichalcogenide的自旋取向的重新分配和磁性原子的密度增加，由于磁化的$\textrm{WSe}_2$的结果。由于$\textrm{WSe}_2$，费米能级处的总态密度增加;然而，过渡金属二硫属化物可能由于比范德华耦合更强而失去其独特的半导体性质。自旋分辨的电子结构特性与$\textrm{WSe}_2$单层异质结构中发现的较大自旋塞贝克系数有关。
2022-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charge-Density-Wave Proximity Effects in Graphene
某些层状过渡金属二硫属化物（TMDC），如1 T-TaS 2，在不同温度下显示出丰富的电荷密度波（CDW）相集合，并且它们的原子结构和电子传导已经被广泛地研究。然而，与其他电子材料集成的CDW系统的性能尚未被研究。在这里，我们首次将TMDCs的CDW性质纳入石墨烯的电子输运。在CDW相变过程中，在本研究中使用的石墨烯样品中观察到与TMDC中相关无序的形成密切相关的异常输运行为。特别地，相称的CDW相形成具有电势波动的周期性电荷分布，并因此构成相关的带电杂质，这降低了石墨烯中的电阻率并增强了载流子迁移率。这里展示的CDW-石墨烯异质结构系统为控制石墨烯的温度依赖性载流子迁移率和电阻率以及开发新型功能电子器件（如石墨烯传感器和存储器件）铺平了道路。
2022-10-09 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit-proximitized ferromagnetic metal by monolayer transition metal dichalcogenide: Atlas of spectral functions, spin textures and spin-orbit torques in Co/MoSe$_2$, Co/WSe$_2$ and Co/TaSe$_2$ heterostructures
由超薄铁磁金属（FM）和具有强自旋轨道（SO）耦合的材料组成的双层异质结构是自旋电子学中SO扭矩和自旋电荷转换非平衡效应的主要来源。我们演示了如何杂交的波函数的Co层和过渡金属二硫属化物（TMD）的单层--如半导体MoSe $_2$和WSe $_2$或金属TaSe $_2$ --可以导致显着的嬗变的电子和自旋结构的Co在一定距离内远离其界面与TMD，当相比，大量的Co或其表面与真空接触。这是由于邻近诱导的SO分裂的Co带编码的光谱函数和自旋纹理的单层，我们得到使用非共线密度泛函理论（ncDFT）结合平衡格林函数（GF）计算。事实上，SO分裂是存在的，由于结构反转的双层的不对称性，即使在TMD单层内的SO耦合被人为地关闭在ncDFT计算，但切换它使与邻近的CO层内的SO耦合的影响约5倍大。注入自旋非极化的电荷电流通过SO-接近的单层的Co产生非平衡自旋密度超过他们，使其与Co的磁化的交叉产品确定SO扭矩。通过第一性原理量子输运方法计算的SO扭矩，它结合了ncDFT与非平衡GF计算，可以用作筛选参数，以确定最佳组合的材料和它们的界面在自旋电子学中的应用。特别是，我们确定异质结构两个单层-Co/单层-WSe $_2$作为最佳的。
2020-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unconventional superconductivity from magnetism in transition metal dichalcogenide
我们研究了在外加交换场存在下过渡金属二硫属化物（TMD）单层中邻近诱导的超导电性。各种超导序参量被发现出现从磁性和超导性的相互作用，涵盖了整个频谱的可能性是对称或反对称相对于谷和自旋自由度，以及偶数或奇数的频率。更具体地说，当具有单线态铜对的传统\emph{s}波超导体隧穿耦合到TMD层时，由于本征自旋轨道耦合和磁衬底诱导交换场的组合效应，来自相同和相对谷的电子之间的自旋单线态和三线态配对都出现。作为一个关键的发现，我们揭示了存在一个异国情调的偶数频率三重配对之间的等自旋电子从不同的山谷，每当出现在两个山谷的自旋取向是非共线的。所有类型的超导秩序都是高度可调的，通过直接操纵外部交换场。
2017-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Room-temperature spin-lifetime anisotropy exceeding 60 in bilayer graphene spin valves proximity coupled to WSe$_2$
nd Institute of Physics and JARA-FIT, RWTH Aachen University（亚琛工业大学第二物理研究所和JARA-FIT）；Peter Grünberg Institute (PGI-9), Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心彼得·格林贝格研究所（PGI-9））
研究通过近邻耦合实现双层石墨烯自旋阀中室温自旋寿命各向异性超过60，揭示了自旋轨道耦合对自旋寿命的影响。
2026-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Zero-field spin resonance in graphene with proximity-induced spin-orbit coupling
我们研究了具有Rashba和valley-Zeeman类型的邻近诱导自旋轨道耦合（SOC）的石墨烯中的集体自旋激发，因为它是这种情况，例如，用于在过渡金属二硫属化物衬底上的石墨烯。它示出，即使在没有外部磁场，这样的系统支持集体模式，这对应于耦合振荡的均匀和谷交错磁化。这些模式可以通过零场电子自旋共振（ESR）和零场电偶极自旋共振（EDSR）检测，EDSR响应仅来自Rashba SOC。我们分析了费米液体动力学方程中的电子-电子相互作用的影响，并表明相互作用将ESR和EDSR峰一分为二。分裂的大小和共振的相对权重可以用来提取自旋-轨道耦合常数和多体相互作用参数，这些参数可能无法通过其他方法获得。
2021-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological Yu-Shiba-Rusinov chain in monolayer transition-metal dichalcogenide superconductors
过渡金属二硫属化合物（TMD）单分子膜是一种二维材料，其低能区由两个不等价的谷组成。价带由于强的自旋轨道耦合而具有大的自旋分裂。此外，自旋在一个谷中向上极化，在另一个谷中向下极化（在垂直于二维晶体的方向上）。我们专注于轻空穴掺杂系统的费米面由两个不相连的圆圈与相反的自旋。对于邻近诱导和本征局域吸引相互作用诱导的超导性，在该系统中，完全带隙的谷间配对态是有利的，这是由于缺乏中心对称性而导致的单线态和m=0三线态的相等叠加。我们表明，铁磁有序的磁性吸附原子链放置在一个单层TMD超导体提供了一个平台，实现一维拓扑超导态的特点是存在的Majorana零模在其两端。我们得到了拓扑相图，并指出拓扑超导相不仅受吸附原子间距和磁矩方向的影响，而且还受链相对于晶体的取向的影响。
2016-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tuning proximity-induced spin-orbit coupling in graphene/WSe$_{2}$ heterostructures
University of Regensburg（雷根斯堡大学）；Budapest University of Technology and Economics（布达佩斯技术与经济大学）；MTA-BME Correlated van der Waals Structures Momentum Research Group（MTA-BME 关联范德华结构动量研究组）；MTA-BME Superconducting Nanoelectronics Momentum Research Group（MTA-BME 超导纳米电子学动量研究组）；Friedrich Schiller University Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）；National Institute for Materials Science（日本材料科学国家研究所）
通过弱反局域化测量，实验证实石墨烯/WSe$_{2}$异质结构中邻近诱导自旋-轨道耦合强度与扭转角强相关，并验证了机械压力和电场对其的调控。
2026-06-11 cond-mat.mes-hall
Majorana Fermions on Zigzag Edge of Monolayer Transition Metal Dichalcogenides
马约拉纳费米子是具有非阿贝尔交换统计的量子粒子，它不仅具有重要的物理意义，而且是容错量子计算的基石。虽然最近在观测Majorana费米子的实验上取得了一定的突破，但由于缺乏适当的实验系统的材料特性，它们的结论性检测仍然具有挑战性。在这里，我们提出了一个新的平台马约拉纳费米子的基础上的边缘状态的某些非拓扑二维半导体与强自旋轨道耦合，如单层VI族过渡金属二硫属化物（TMD）。利用第一性原理计算和紧束缚模型，我们发现单层TMD的锯齿形边缘可以很好地保持孤立的单边带，具有很强的自旋轨道耦合能。结合邻近诱导的s波超导性和面内磁场，锯齿形边缘支持强大的拓扑马约拉纳束缚态的边缘端，虽然二维散装本身是非拓扑。我们的研究结果指出，一个可控的和可集成的平台，搜索和操纵马约拉纳费米子。
2013-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Emergent correlated phases in rhombohedral trilayer graphene induced by proximity spin-orbit and exchange coupling
该研究结合从头算拟合模型与无规相近似，揭示自旋轨道和交换邻近耦合如何在菱方三层石墨烯中诱导自旋-谷相干及磁取向敏感的丰富关联相。
2023-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Symmetry-dependent antiferromagnetic proximity effects on valley splitting
通过调节自由度，人们发现了各种各样的物理现象，其中就有自由度--“谷”。典型的谷材料的特征在于两个简并的谷态受时间反演对称性（TS）的保护。这些国家指数谷自由度已被测量和操纵的紧急谷对比物理与破谷简并。为了实现TS破缺引起的谷分裂，以前的研究主要集中在铁磁层提供的磁邻近效应上。然而，反铁磁（AFM）邻近效应的谷简并从来没有被系统地研究。在这项工作中，我们构建的复合材料组成的transitionmetal dichalcogenide（TMD）单层和邻近层与特定的平面内AFM配置。我们扩展了三带模型来描述这样的系统的谷态。结果表明，无论是“时间反演+分数平移”或“镜像”对称已被证明保护谷简并。此外，基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理计算已被执行，以验证从扩展的紧束缚（TB）模型得到的结果。TB方法可以很好地描述谷型材料的低能物理，这种谷型材料耦合到具有复杂磁位形的邻近区域。结果扩大了谷分裂的合格邻近层的范围，使谷度的操作更加灵活。
2023-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
