Very High Interfacial Thermal Conductance in Fully hBN-Encapsulated MoS2 van der Waals Heterostructure
我们报告的实验和计算研究的热输运性质的六方氮化硼（hBN）封装二硫化钼（MoS 2）结构，使用精细的光热拉曼技术，并揭示非常高的界面之间的hBN和MoS 2的热导。通过研究hBN和MoS 2在悬浮和衬底支撑薄膜中在不同激光功率和温度下的拉曼位移，标定了hBN和MoS 2的横向（面内）热导率和hBN/MoS 2/hBN异质结构中以及异质结构与衬底之间的垂直界面热导率。关键的是，我们已经发现，hBN和封装的MoS 2之间的界面热导率在支撑和悬浮膜中分别为74 MW/m2 K和72 MW/m2 K，这显著高于MoS 2和其他衬底之间的界面热导率。并行进行的分子动力学（MD）计算显示出一致的结果。这项工作提供了hBN/MoS 2/hBN异质结构中显着有效散热的明确证据，并揭示了构建具有有效热管理的新型hBN封装纳米电子器件。
2021-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A way to measure the dispersion forces near the van der Waals-Casimir transition
当物体之间的距离约为10 nm时，由电磁场量子涨落引起的力控制着粗糙固体之间的粘附现象。然而，这个距离范围仍然在很大程度上未经探索的实验相比，较短的（范德华力）或较长的（卡西米尔力）分离。其原因是具有弹性悬架的系统的拉入不稳定性造成了巨大的限制。在本文中，我们提出了一个真正的实验配置，不遭受短距离不稳定性。该方法是基于粘附悬臂梁，其形状是敏感的粘附端附近的作用力。文中对该方法的一般原理、可能实现的途径和可行性进行了广泛的讨论。悬臂的尺寸由对力的最大灵敏度决定。如果粘附由强毛细管或化学相互作用限定，则该方法失去其灵敏度。特别讨论的粗糙固体之间的最小距离接触时，并为补偿的残余静电贡献的测定。所提出的方法可以应用于任何种类的固体（金属，半导体，电子）和任何中间介质（气体或液体）。
2020-06-06 cond-mat.mes-hall
Ultralow Thermal Conductance of the van der Waals Interface between Organic Nanoribbons
了解通过纳米范德瓦尔斯界面的热传输对于解决纳米电子器件中的热管理挑战至关重要。在这项工作中，铜酞菁（CuPc）纳米带之间的界面热导（GCA）被报道为在300 K的数量级为10^5 Wm-2K-1，这是超过两个数量级低于分子动力学（MD）模拟预测的两个平行排列的CuPc纳米带之间的完美光滑的界面。进一步的MD模拟和接触力学分析表明，表面粗糙度可以显着降低CuPc纳米带之间的粘附能和有效接触面积，从而导致超低的GCA。此外，界面处的粘附能也取决于两个CuPc纳米带的堆叠配置，这也可能有助于观察到的超低GCA。
2019-06-21 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Semiconducting van der Waals Interfaces as Artificial Semiconductors
最近的技术进展表明，将范德华键合化合物的原子级薄晶体的几乎任何组合堆叠在一起以形成新型异质结构和界面的可能性。因此，需要在定量水平上理解界面性质如何由组成2D材料的性质决定。我们通过研究基于过渡金属二硫属化物单分子膜的两种不同界面的传输和光电响应来解决这个问题，即WSe 2-MoSe 2和WSe 2-MoS 2。通过利用离子液体门控晶体管的光谱能力，我们展示了如何的传导和价带的各个单层确定的带的接口，我们建立定量（直接从测量）的能量对齐的带在不同的材料以及界面带隙的大小。光致发光和光电流测量使我们得出结论，WSe 2-MoSe 2界面的带隙是直接在k空间，而WSe 2/MoS 2的间隙是间接的。对于WSe 2/MoSe 2，我们检测层间激子的衰变发出的光，并使用从传输测量中提取的界面带隙的值通过实验确定它们的结合能。我们得出这一结论所采用的技术证明了一种相当通用的策略，可以根据组成原子层的性质定量表征界面性质。这里呈现的结果进一步说明了两种不同的2D半导体材料的范德华界面是如何成为真正表现为人工半导体的复合系统的，其性质可以通过选择适当的组成半导体单层来确定性地定义。
2018-07-22 cond-mat.mes-hall
Layer-Resolved Magnetic Proximity Effect in van der Waals Heterostructures
磁邻近效应是异质结构中自旋电子学、超导学和拓扑学现象的重要组成部分。这种效应对界面的电子性质，如电子波函数重叠和能带排列高度敏感。最近出现的范德华（vdW）磁体，使通过设计具有原子级清洁界面的异质结构来调节邻近效应成为可能。特别是，原子薄CrI 3表现出分层反铁磁性，其中相邻的铁磁单层反铁磁性耦合。利用这种磁性结构，我们发现了一个层分辨的磁性邻近效应形成的单层WSe 2和Bi/三层CrI 3的异质结构。通过对CrI 3的单层磁化强度施加磁场控制，我们发现WSe 2和CrI 3之间的自旋相关电荷转移主要由界面CrI 3层控制，而邻近交换场对整个层状磁性结构高度敏感.这些属性使我们能够使用单层WSe 2作为空间敏感的磁传感器映射出分层反铁磁畴结构在零磁场以及反铁磁/铁磁畴附近的自旋翻转过渡在双层CrI 3。我们的工作揭示了一种新的方法来控制邻近效应和探测界面磁序通过vdW工程。
2020-01-12 cond-mat.mes-hall
Interfacial Charge Transfer Circumventing Momentum Mismatch at 2D van der Waals Heterojunctions
过渡金属二硫属化合物（TMDCs）异质结界面电荷分离和复合是二维光电技术的重要研究内容。由于电子和空穴被限制在每层的K谷中，这些过程可能涉及平行动量矢量的巨大变化。由于这些高动量谷通常不对齐跨界面的两个TMDC单层，如何在电荷分离或重组过程中保持平行动量成为一个关键问题。在这里，我们探索这个问题使用的模型系统的II型异质结形成的MoS_2和WSe_2单分子膜和飞秒泵浦探测光谱的实验技术。在异质结处的WSe 2的特定光激发后，我们观察到从WSe 2到MoS2的超快（<40 fs）电子转移，与角度对准以及因此两个TMDC之间的动量失配无关。由此产生的层间电荷转移激子通过非辐射复合衰减，从样品到样品的变化率高达三个数量级，但与层间角取向无关。我们建议，最初的界面电荷分离和随后的界面电荷复合过程规避动量失配通过过剩的电子能量和通过缺陷介导的重组，分别。
2017-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Atomic engineering of interfacial polarization switching in van der Waals multilayers
该研究通过层间旋转和单轴应变对三层WSe2范德华异质结构进行原子尺度工程调控，利用原位透射电子显微镜揭示了极性畴排列与翻转动力学的可调性，为设计新型极性多层器件提供了新途径。
2023-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intertwined bulk photocarrier and interfacial barrier dynamics in van der Waals point-contact Schottky junctions
UNISOKU Co., Ltd.（UNISOKU有限公司）；Faculty of Pure and Applied Sciences, University of Tsukuba（筑波大学理学院）；Department of Fundamental Biosciences (Physics), Shiga University of Medical Science（滋贺医科大学基础生命科学系（物理））；Institute for Molecular Science (IMS), National Institutes of Natural Sciences（国立自然科学研究所分子科学研究所）
通过时间分辨原子力显微镜揭示了TMDC肖特基结中载流子与势垒的协同动态，为高性能光电设备设计提供了新方法。
2026-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Switchable Magnetoelectric Transport in Graphene via a Van der Waals Multiferroic
Institute for Solid State Physics, The University of Tokyo（东京大学固体物质研究所）；Department of Physics, Institute of Science Tokyo（东京科学大学物理系）；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结构研究中心）；Center for Emergent Matter Science, RIKEN（理化学研究所新兴物质科学中心）；Quantum-Phase Electronics Center and Department of Applied Physics, The University of Tokyo（东京大学量子相电子中心及应用物理系）
研究构建石墨烯与CuCrP₂S₆的范德华异质结构，实现栅极可切换磁电输运，揭示磁电效应，为二维范德华功能器件设计提供了途径。
2026-09-01 cond-mat.mes-hall
Single-Crystalline Metallic Films Induced by van der Waals Epitaxy on Black Phosphorus
金属-半导体结的性质通常是不可预测的，因为非理想的界面结构，如界面缺陷或在结处引入的化学反应。黑磷（BP）是一种元素二维半导体晶体，具有高化学反应活性的褶皱原子结构，但其与金属接触界面的真实原子尺度图像的建立仍然是一个难题。在这里，我们研究的界面结构和性质的物理沉积的金属的各种BP。我们发现Au、Ag和Bi通过引导范德华外延形成具有（110）取向的单晶膜。透射电子显微镜和X-射线光电子能谱学证实，原子尖锐的范德华金属BP接口形式与特殊的旋转对齐。在弱的金属-BP相互作用制度下，BP的褶皱结构在吸附原子组装过程中起着至关重要的作用，可以导致单晶的形成，这是由我们的理论分析和计算支持的。实验研究还表明，BP-金属结可以表现出各种类型的界面结构，这取决于金属，如形成多晶微结构或金属磷化物。该研究为获得金属-二维半导体界面结构的真实视图提供了指导，特别是对于原子褶皱的二维晶体。
2021-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Artificially creating emergent interfacial antiferromagnetism and its manipulation in a magnetic van-der-Waals heterostructure
本文在铁磁/反铁磁范德华异质结界面发现由电荷转移诱导的涌现界面反铁磁性，表现为反常霍尔回线中的中间电阻平台，并揭示其在压力下可稳定调控、超过10 GPa后崩塌的演化规律。
2025-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Adhesion and Reconstruction of Graphene/Hexagonal Boron Nitride Heterostructures: A Quantum Monte Carlo Study
本研究通过量子蒙特卡洛方法精确计算石墨烯/六方氮化硼异质结构的层间粘附势，结合弹性理论确定弛豫结构，发现交替堆叠可形成具有独特电子结构的新型稳定三维晶体。
2025-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Van der Waals stacked multilayer in-plane graphene/hexagonal boron nitride heterostructure: its interfacial thermal transport properties
结合垂直和平面二维（2D）异质结构开辟了使用2D原子层构建块创建前所未有的架构的可能性。这种混合异质结构的热输运性质，在纳米电子学中的各种应用的关键，但是，还没有得到彻底的探讨。本文通过弱范德华相互作用构建了两种多层共面石墨烯/六方氮化硼（Gr/h-BN）异质结构（即混合异质结构），并采用非平衡分子动力学（NEMD）模拟方法系统地研究了它们的界面热导率（ITC）对层数的依赖性.计算结果表明，两种结构的多层面内Gr/h-BN异质结构（MIGHHs）的ITC都随着层数n的增加而减小，并在n = 3时达到饱和。令人惊讶的是，我们发现MIGHH比单层面内Gr/h-BN异质结构更有利于界面热传输，这与通常认为Gr和h-BN的多层结构抑制声子传输的观点形成强烈对比。通过热通量、温度跃变、应力集中因子、声子振动谱重叠和声子参与比的分析，探讨了这些现象的物理机制。特别地，通过改变MIGHH的堆叠角度，由于热整流行为，可以获得更高的ITC。此外，我们发现，ITC在MIGHH可以很好地调节通过控制层之间的耦合强度。我们的研究结果对于理解多层面内Gr/h-BN异质结构的界面热输运行为具有重要意义，并有望在探索其新的物理和应用方面引起广泛的兴趣。
2019-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Influence of water adsorbed on gold on van der Waals/Casimir forces
本文研究了超薄水层（1- 1.5nm）对金表面间范德华力的影响。吸附的水是不可避免地存在于金表面在环境条件下，作为跳起来，以接触在粘附实验证明。在没有任何水层的情况下，对于表面间距d>10 nm，基于Lifshitz理论的计算结果与实验结果非常吻合。然而，厚度h<1.5nm的层是力测量中的误差容限所允许的。在较短的分离，d<10 nm，水层可以有很强的影响，计算显示为平面。尽管如此，实际上还必须考虑表面粗糙度的影响，并且它可以掩盖与总球-板均方根粗糙度w_{shp} +w相当的分离处的任何水层影响。
2009-06-07 cond-mat.mes-hall
Interfacial charge transfer and gate induced hysteresis in monochalcogenide InSe/GaSe heterostructures
二维范德华半导体材料的异质结构为探索基础物理和潜在的器件应用提供了多样化的平台。在InSe/GaSe异质结构的顺序机械剥离和堆叠的2D monocalcohalcogenides的InSe和GaSe形成的，我们观察到由于2D范德华界面的形成和强烈的滞后效应，通过InSe层的电子输运时，通过GaSe层施加的栅极电压之间的电荷转移。还观察到一个依赖于栅极电压的电导衰减率。我们将这些观察到的栅极电压依赖的动态电荷转移之间的InSe和GaSe层。
2020-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain engineered graphene using a nanostructured substrate: I Deformations
使用原子模拟，我们研究了沉积在纳米结构衬底上的石墨烯的形态学特性。正弦波纹表面、台阶、细长沟槽、一维和立方势垒、球形气泡、高斯凸起和高斯凹陷被认为是石墨烯的支撑结构。石墨烯-基底相互作用由范德华力控制，并且石墨烯层的轮廓通过使用分子动力学模拟使能量最小化来确定。基于所获得的最佳配置，我们发现：（i）对于放置在具有长于2nm的正弦波的波纹状基底上的石墨烯，石墨烯片遵循基底图案，而对于支撑的石墨烯，其总是悬置在基底的峰上，（ii）当增加范德华模型中的能量参数时，石墨烯对衬底形貌的构象增强，（iii）石墨烯在沟槽中的粘附取决于沟槽的宽度和石墨烯的取向，即与具有扶手椅边缘的小宽度（3 nm）纳米取向相反，具有锯齿形边缘的纳米取向遵循衬底轮廓，（iv）原子级石墨烯遵循高斯凸块衬底，但不遵循具有高斯凹陷的衬底，以及（v）范德华相互作用引起的粘附能在[0.1-0.4] J/m^2范围内变化。
2012-04-28 cond-mat.mes-hall
Direct Measurement of the Magnitude of van der Waals interaction of Single and Multilayer Graphene
通过范德华组装的单分子膜的垂直堆叠是一个新兴的领域，为二维（2D）材料的工程物理性质开辟了有前途的路线。工业开发这些工程异质结构作为强大的功能材料仍然需要限制其测量性能，以提高理论的易处理性，并协助实验设计。具体而言，短程吸引范德华力负责化学惰性组分的粘附，并且被认为在这些结构的功能性中起主导作用。在这里，我们可靠地量化了范德瓦尔斯力的强度，根据CVD生长的石墨烯的有效Hamaker参数，并显示了它如何在标准支撑表面（如铜或氧化硅）上从单层到多层的两个或三个因素。此外，对独立式石墨烯的直接测量提供了辨别石墨烯的范德华势与其支撑衬底之间的相互作用的手段。我们的研究结果表明，底层衬底可以提高或降低石墨烯表面的范德华力，其后果解释的Lifshitz理论为基础的分析模型。
2018-06-13 cond-mat.mes-hall
Probing the ideal limit of interfacial thermal conductance in two-dimensional van der Waals heterostructures
The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）；Tel Aviv University（特拉维夫大学）；Wuhan University（武汉大学）；Shenzhen Institute of Advanced Technology, Chinese Academy of Sciences（中国科学院深圳先进技术研究院）；The University of Tokyo（东京大学）；Shenzhen University（深圳大学）；Bohai University（渤海大学）
本研究利用机器学习势模型，通过分子动力学模拟揭示二维异质结构界面热导的理想极限及堆叠序列依赖的热传输机制。
2025-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Layer-dependent field-free switching of Néel vector in a van der Waals antiferromagnet
本文在具有垂直磁各向异性的 A 型范德华反铁磁体 FCGT 中实现了 Néel 矢量的层依赖电学翻转，并利用 FCGT/CrSBr 异质结的非共线界面自旋织构实现无场翻转，为范德华反铁磁自旋电子器件奠定基础。
2025-04-09 cond-mat.mes-hall
Giant Topological Hall Effect in van der Waals Heterostructures of CrTe2/Bi2Te3
界面拓扑霍尔效应（THE）的发现为探索拓扑与磁性相互作用所产生的物理学提供了一个理想的平台。界面拓扑霍尔效应与界面处的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya）和拓扑自旋织构密切相关。然而，由于对异质结构的组分的严格限制，例如强自旋轨道耦合（SOC），很难在异质结构中实现相当大的THE。在这里，我们报告了一个巨大的THE1.39 $μΩ\cdot$ cm的观察在范德华异质结构的CrTe 2/Bi 2 Te 3的分子束外延，一个原型的二维（2D）铁磁体（FM）/拓扑绝缘体（TI）。这种大幅度的THE归因于CrTe 2中的2D铁磁性、Bi 2 Te 3中的强SOC和原子级尖锐界面的优化组合。我们的工作揭示了CrTe 2/Bi 2 Te 3作为一个方便的平台，实现大的界面THE在混合系统中，这可以用来发展量子科学和高密度信息存储。
2021-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Proximity-tuned Magnetic and Transport Anomalies in All-epitaxial Fe5-xGeTe2/WSe2 Van der Waals Heterostructures
Institute of Physics, Johannes Gutenberg University Mainz（美因茨约翰内斯·古腾堡大学物理研究所）
本研究通过全 epitaxial Fe5-xGeTe2/WSe2 异质结构实现了垂直磁各向异性与室温铁磁性，并揭示了界面近程效应增强的磁性和输运异常。
2025-12-15 cond-mat.mes-hall
Anharmonic quantum thermal transport across a van der Waals interface
利用量子力学理论研究了弱相互作用界面上的非简谐声子散射。我们发现，非简谐三声子散射对界面热导的贡献可以转化为传输函数随温度变化的Landauer公式。令人惊讶的是，在弱耦合极限下，由于非谐声子散射的传输是无界的，随着温度的升高，这是物理上不可能的两个声子过程。我们进一步揭示了非谐贡献在一个真正的异质界面（例如，石墨烯和单层二硫化钼之间的非谐性（即非谐性）即使在室温下也可以主导谐波过程，突出了非谐性在弱相互作用的非均相系统中的重要作用。
2022-02-22 cond-mat.mes-hall
Adhesion and electronic structure of graphene on hexagonal boron nitride substrates
在无规相近似下，采用绝热联系涨落耗散理论框架下的第一性原理计算研究了石墨烯片在h-BN衬底上的吸附.我们得到不同的晶体堆叠配置的粘附能，并表明，层间键合是由于长程范德华力。的相互作用的弹性和粘附能示出，导致堆叠无序和莫尔结构。能带结构计算揭示了石墨烯中的衬底诱导质量项，其随着堆叠配置而改变其符号。讨论了莫尔结构中低能电子态的色散、绝对带隙和实空间形状。我们发现莫尔结构中的绝对带隙至少比质量项的最大局部值小一个数量级。我们的结果与最近的STM实验结果一致。
2011-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tunable strain soliton networks confine electrons in Van der Waals materials
范德华层的相互滑动和扭曲产生了具有电子特性的莫尔结构。当摩尔纹结构在原子尺度上是平滑的时，这些摩尔纹结构中的电子感受到通常在数十百万电子伏范围内的弱电势。在这里，我们报告了一个简单的技术，以实现深，确定性的捕获潜力，通过应变为基础的云纹工程在范德华双层。我们使用弹性扫描隧道显微镜显示，单轴应变驱动的多层MoSe $_2$系统中的无公度晶格转变。在无公度态下，顶部单层通过自发形成拓扑孤子而与体相分离，从而使应力得到释放。交叉孤子形成蜂窝状网络，这是由于层间粘附势的三重对称性。蜂窝状网络的顶点以具有不同层间堆叠布置的结合对出现。一个顶点的对被发现是一个有效的陷阱的电子，显示两个状态，被深深地限制在半导体间隙内，并具有2 nm的空间范围。因此，蜂窝孤子网络提供了一个独特的路径，工程师的阵列相同的深度限制状态与应变相关的可调空间分离，而不需要引入化学缺陷到主机材料。
2019-10-31 cond-mat.mes-hall
Switchable Exchange Bias Resulting from Correlated Domain Structures in Orthogonally Coupled Antiferromagnet/Ferromagnet van der Waals Heterostructures
本研究在正交耦合的CrSBr/Fe₃GeTe₂范德华异质结构中发现可切换交换偏置，通过离轴电子全息揭示其微观起源为CrSBr调控FGT形成条纹畴，阐明了正交范德华系统交换偏置机制并提供三维畴结构调控新路径。
2025-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Polymer-free van der Waals assembly of 2D material heterostructures using muscovite crystals
Institute for Functional Intelligent Materials, National University of Singapore（新加坡国立大学功能智能材料研究所）；Department of Materials Science and Engineering, National University of Singapore（新加坡国立大学材料科学与工程系）
利用云母晶体实现无聚合物的范德瓦尔斯异质结构2D材料自组装，通过温度控制实现确定性操作，确保界面纯净，适用于复杂异质结构的制备。
2026-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Colossal Atomic Force Response in van der Waals Materials Arising From Electronic Correlations
理解不同长度尺度下复杂材料中的静态和动态现象需要可靠地解释范德华（vdW）相互作用，这源于远程电子相关性。虽然多体vdW相互作用在材料稳定性方面的重要作用已被广泛记录，但对vdW相互作用和原子力之间的耦合知之甚少。在这里，我们分析了一个单一的和两个vdw耦合的原子链的海森力响应矩阵显示，vdW相互作用的多体描述产生的原子力响应幅度超过预期的成对衰减3-5个数量级的扰动和观察到的原子之间的分离范围很广。石墨烯和碳纳米管也证实了类似的发现。这种巨大的力增强暗示了声子谱、自由能、界面粘附和具有许多相互作用原子的材料中的集体动力学的影响。
2021-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Breakdown of self-cleaning mechanism for nanoscale interfacial substances in tiny-angle twisted bilayer graphene
通过堆叠二维（2D）层来实现具有定制特性的高质量范德华（vdW）异质结构需要原子级清洁的界面。由于组成层之间的强粘附力，vdW力可以将捕获的污染物一起驱动成亚微米尺寸的气泡，这使得大的界面区域原子级清洁。这种现象被称为2D系统中的自清洁机制。在这里，我们证明了自清洁机制的纳米级界面气泡在微小角度扭曲的双层石墨烯（TBG）的故障。在微小角度TBG中，由于结构重构，存在域边界的三角形网络。我们的实验表明，当气泡的尺寸与TBG中的AA堆叠区域的尺寸相当时，气泡将主要沿着畴边界的三角形网络移动。当气泡的尺寸小于AA堆积区的尺寸时，气泡由于其较大的面外位移而变得静止并固定在AA堆积区中。我们的研究结果揭示了纳米级界面物质的运动的莫尔超晶格的实质性影响。
2023-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Molecular Dynamic Study of Local Interfacial Thermal Resistance of Solid-Liquid and Solid-Solid Interfaces: Water and Nanotextured Surface
空调和冰箱的性能下降是由表面上的结霜和粘附引起的。在本研究中，通过经典的分子动力学模拟，我们调查如何以及有多少纳米织构的表面特性，如表面润湿性和几何形状，影响固体壁和水/冰之间的界面热阻（ITR）。界面区域的ITR在水和冰的状态下是相当的。随着纳米结构间隙变窄，界面区域的ITR降低。局部ITR与局部H2O分子密度呈弱负相关，与H2O分子的相态无关。局部ITR随局部密度的增加而降低。当更多的H2O分子位于比第一吸附层峰更靠近Pt固体壁的邻近区域时，更大的热能通过分子间相互作用通过材料界面传递。当H2O分子在固体壁面上以晶体形式存在时，邻近分子减少，然后局部ITR显著增加。
2021-04-13 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Identifying the nature of interaction between LiBH4 and two-dimensional substrates: DFT study with van der Waals correction
解决在LiBH 4-碳界面的相互作用的性质是揭示硼氢化锂（LiBH 4）的碳促进脱附机制的关键。密度泛函理论的计算，考虑到长程色散力，已被执行，以探索LiBH 4之间的相互作用，在单体单元或晶体块体的形式，和二维（2D）基板，由石墨烯和六方氮化硼表示。在单体-2D接触处，LiBH 4的永久偶极诱导2D的π电子的极化，并且由此产生的永久偶极诱导的偶极吸引力成为结合的主要来源。在体二维界面范德华吸引力占主导地位的界面结合，而不是偶极-偶极吸引力。计算得到的界面能的绝对值与原始（001）LiBH 4的表面能非常吻合，表明界面形成所释放的能量足以克服LiBH 4的表面能。
2013-09-25 cond-mat.mes-hall
Dzyaloshinskii-Moriya interaction torques and domain wall dynamics in van der Waals heterostructures
该研究结合密度泛函理论与原子自旋模拟，揭示 CrI$_3$-In$_2$Se$_3$ 范德华异质结构中界面 DMI 可由铁电翻转产生转矩，实现无电流低能耗畴壁运动并提高 Walker 场。
2024-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Néel-type skyrmion in WTe2/Fe3GeTe2 van der Waals heterostructure
高密度和低能耗器件的前景促使人们寻找稳定手性自旋纹理的层状结构，如拓扑保护的skyrmions。同时，层状结构为发现新的物理和效应提供了新的平台。最近在二维范德华材料中发现的长程内禀磁序提供了新的机会。在这里，我们证明了Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用和Néel型skyrmions诱导在WTe 2/Fe 3GeTe 2界面。Fe 3GeTe 2是一种具有强垂直磁各向异性的铁磁材料。我们证明了1 T '-WTe 2中强的自旋轨道相互作用确实在与Fe_3GeTe_2的界面处诱导了一个大的界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用，这是由于反转对称破缺而稳定了skyrmion。在低于100 K的温度下，输运测量显示了这种异质结构的拓扑霍尔效应.此外，洛伦兹透射电子显微镜用于直接对Néel型skyrmions以及对齐的条纹状畴结构进行成像。这种界面耦合引起的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用估计具有1.0 mJ/m^2的大能量，它可以稳定异质结构中的Néel型skyrmion。这项工作为基于范德华异质结构的skyrmionic器件铺平了道路。
2020-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interfacial Magnetotransport in a NiI$_2$/Graphene Heterostructure
University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）
通过石墨烯层中的磁输运测量，非侵入式探测绝缘螺旋反铁磁体NiI₂的磁态相关界面行为，发现一阶纵向磁阻在面内磁场下出现大的各向异性低场峰，并在多铁转变温度以上消失。
2026-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dry release transfer of graphene and few-layer h-BN by utilizing thermoplasticity of polypropylene carbonate for fabricating edge-contact-free van der Waals heterostructures
二维（2D）材料如石墨烯、h-BN和TMD的干法释放转移是用于制造高质量范德华异质结构的通用方法。到目前为止，聚二甲基聚硅氧烷（PDMS）片材已广泛用于TMD材料的干释放转移。然而，已知这种方法具有限制，使得难以转移几层厚的石墨烯和h-BN，因为难以在PDMS上制造这些材料。作为一种替代方法，我们证明了干释放转移的单层和双层石墨烯和少层h-BN在这项研究中，通过利用聚（丙烯）碳酸酯（PPC）膜。由于PPC和2D材料之间在室温下具有很强的粘附力，我们证明了单层到几层石墨烯以及几层h-BN可以通过机械剥离方法在旋涂PPC膜/290 nm厚的SiO2/Si衬底上制造。此外，我们表明，这些少层晶体是清楚地区分使用光学显微镜的帮助下，光学干涉。由于PPC膜的热塑性性质，2D材料与PPC之间的粘附力在约70 °C下显著降低。因此，我们证明了PPC上的单层到少层石墨烯以及少层h-BN薄片可以容易地干法转移到另一个h-BN基底上。这种方法能够以最小量的聚合物污染来构造多层范德华异质结构。我们展示了使用这种方法制作封装的h-BN/石墨烯/h-BN器件和石墨烯/少层h-BN/石墨烯垂直隧道结器件。由于通过这种方法制造的器件不需要边缘接触方案，我们的发现提供了一种用于构建高质量石墨烯和h-BN基范德华异质结构的简单方法。
2019-04-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Frictional Dissipation and Scaling Laws at van der Waals Interface: The Key Role of Elastic Pinning of Moiré at Edges and Corners
本文通过原子模拟揭示有限滑块边缘和角落的不完整莫尔瓦片钉扎主导纳米至微米尺度摩擦，并证明形状定制与扭转可调控耗散及标度，为大规模超润滑铺路。
2024-11-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interfacial free energy of the structure II cyclopentane hydrate in cyclopentane liquid from the capillary wave fluctuation method
本文用毛细管波动法（CWF）测定了结构Ⅱ型环戊烷水合物在环戊烷液体中的界面刚性，温度为280 K，压力为P~ 20 bar，在水合物稳定区边界上（L $_w$ -Hyd-Vap-L $_{HC}$）四点附近。水合物-II/环戊烷界面刚度结果广泛地落在$Γ_{ho}$ =（35-55）$\times 10^{-3}$ J/m $^2$的范围内，所有模拟的平均值给出$Γ_{ho}$ =45（5）$\times 10^{-3}$ J/m $^2$。作者的早期工作确定了结构II水合物中自然晶体振荡的三次谐波展开。利用这项工作，刚度值直接转化为取向平均界面自由能$γ_{ho}$ =45（5）$\times 10^{-3}$ J/m $^2$。后者与Aman等人根据颗粒-颗粒粘附力测量的$γ_{ho}$ =47（5）$\times 10^{-3}$ J/m $^2$的实验估计值非常一致。（Langmuir，29（8）：2676-2682，2013）这为测量分子系统中的界面自由能的模拟方法的可行性和稳健性提供了进一步的证据。
2016-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Multi-layered atomic relaxation in van der Waals heterostructures
当二维范德瓦尔斯材料堆叠以构建异质结构时，莫尔图案出现在扭曲的界面或各层晶格常数的失配中。原子位置的弛豫是莫尔条纹的一个直接、普遍的结果，对物理性质有许多影响。莫尔条纹驱动的原子弛豫可能被天真地认为仅限于界面层，因此与多层异质结构无关。然而，我们提供了实验证据的弛豫的三维性质的重要性，在两种类型的范德华异质结构：首先，在多层石墨烯扭转石墨在小扭转角（$θ\approx0.14^\circ$），我们观察到的弛豫域的传播，甚至超过18个石墨烯层。第二，我们展示了对于Bi $_2$ Se $_3$上的多层PdTe $_2$，莫尔晶格常数如何取决于PdTe $_2$层的数量。受实验结果的启发，我们开发了一个连续的方法来模拟多层弛豫过程的基础上，由从头算模拟给出的广义堆垛层错能量泛函。利用连续属性的方法，使我们能够访问大规模的制度，并实现与我们的实验数据为两个系统的协议。此外，众所周知，石墨烯的电子结构敏感地取决于局部晶格变形。因此，我们研究了多层弛豫对扭曲石墨系统局域态密度的影响。我们确定可测量的影响，该系统，实验可通过扫描隧道显微镜。我们的多层松弛方法并不局限于所讨论的系统，并且可以用于揭示界面缺陷对各种感兴趣的分层系统的影响。
2023-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tailoring interfacial nanostructures at graphene/transition metal dichalcogenide heterostructures
二维（2D）范德华（vdWs）材料与非二维材料的集成以实现混合维异质结构具有创造现有材料无法达到的功能器件的潜力，并且长期以来一直是材料科学界的追求。在这里，我们报告了单层/双层过渡金属二硫属化物（TMD）纳米结构的图案化与纳米精度，可调的尺寸和网站在石墨烯/TMD异质结构的界面。我们的实验表明，TMD纳米结构可以创建在选定的位置的接口使用扫描隧道显微镜光刻，更重要的是，界面的TMD纳米结构的尺寸可以调整与纳米级的精确合并相邻的TMD纳米结构或通过进一步的剪裁。明确观察到从体TMD中的六方相到界面纳米结构中的单斜相的结构相变，这在石墨烯上局部引入了定义明确的静电势。这些结果不仅使高质量的图案化pn结的vdWs异质结构的创建，但也提供了一个新的路线，实现定制设计的混合维异质结构。
2022-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interface-Controlled Antiferromagnetic Tunnel Junctions based on a metallic van der Waals A-type Antiferromagnet
Hefei University of Technology（合肥工业大学）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Agency for Science Technology and Research (A*STAR)（科学与技术研究局）；Anhui University（安徽大学）；RMIT University（皇家墨尔本理工大学）
该研究通过界面调控实现反铁磁隧道结，揭示了界面驱动的自旋极化传输机制，展示了非易失TMR的产生与反铁磁态的关系。
2025-12-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Entropic Effects of Thermal Rippling on van der Waals Interactions between Monolayer Graphene and a Rigid Substrate
石墨烯单层，具有极低的弯曲刚度，显示自发波纹由于在有限的温度下的热波动。当石墨烯膜被放置在固体基底上时，石墨烯和基底之间的粘附相互作用可以显著抑制热波纹。另一方面，热波纹的统计性质增加了石墨烯-基底相互作用的熵贡献。本文采用统计力学的方法，假设T = 0 K时石墨烯与衬底之间的范德华相互作用为一般形式，对刚性衬底上单层石墨烯的热波纹进行了分析。同时预测了波纹振幅、平衡平均分离和平均相互作用能，并与分子动力学（MD）模拟结果进行了比较。虽然通过粘附相互作用减小了热波纹的幅度，但熵的贡献导致了有效的排斥。结果表明，随着温度的升高，平衡平均间距增大，有效粘附能减小。此外，双轴预应变在石墨烯的效果被认为是，和屈曲不稳定性预测在临界压缩应变，这取决于温度和粘合剂的相互作用。受谐波近似的限制，理论预测仅在相对较小的纹波振幅下与MD模拟一致，但可以扩展到考虑非谐波效应。
2015-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Evidence for anisotropic spin-triplet Andreev reflection at the 2D van der Waals ferromagnet/superconductor interface
基本对称性破缺和相对论性自旋轨道耦合在量子材料中引起了许多有趣的现象。特别令人感兴趣的是铁磁体和常见的s波超导体之间的界面，其中出现的自旋轨道场支持难以捉摸的自旋三重态超导性，这对超导自旋电子学和拓扑保护的马约拉纳束缚态至关重要。本文报道了在准二维范德华铁磁体Fe 0.29TaS2和传统s波超导体NbN之间的界面上观察到的大磁阻效应，为Rashba自旋轨道耦合引起的铁磁体/超导体界面上的自旋三重态Andreev反射和诱导自旋三重态超导提供了可能的实验证据.温度，电压和界面势垒的磁阻依赖性进一步支持诱导的自旋三重态超导性和自旋三重态Andreev反射。这一发现，加上令人印象深刻的进展，在二维范德华铁磁体，打开了一个重要的机会，设计和探测超导界面与异国情调的属性。
2021-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Van der Waals Magnetic Electrode Transfer for Two-Dimensional Spintronic Devices
针对传统金属沉积损伤二维材料界面及铁磁电极转移难题，提出石墨烯辅助的无溶剂磁性电极转移技术，实现高性能两端与非局域四端2D自旋阀。
2024-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric switching of interfacial dipoles in $α$-RuCl$_3$/graphene heterostructure
Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST)（大邱庆北科学技术院）；Pohang University of Science and Technology（浦项科技大学）；Institute for Basic Science（基础科学研究院）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）；California Institute of Technology（加州理工学院）
研究通过石墨烯/超薄hBN/α-RuCl₃异质结构实现了电可切换的铁电偶极子，揭示了界面电荷转移驱动的非易失偶极子开关机制。
2026-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electrostatic Gating of Ionic Conductance Through Heterogeneous van der Waals Nanopores
University of California, Irvine（加州大学尔湾分校）；Lawrence Livermore National Laboratory（劳伦斯利弗莫尔国家实验室）
该研究通过异质范德瓦尔纳米孔实现低电压离子导电控制，展示了亚10纳米孔在低至0.3V电压下实现10倍电流调制，为低功耗离子电路和生物传感提供了新途径。
2026-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Emergence of electric-field-tunable interfacial ferromagnetism in 2D antiferromagnet heterostructures
本文研究 CrI3/CrCl3 二维反铁磁异质结，发现界面铁磁耦合诱导 CrCl3 产生面外磁序并提升临界温度，且利用结构反演对称性破缺实现电场对矫顽力的显著调控。
2024-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interfacial crystal Hall effect reversible by ferroelectric polarization
通过电压控制自旋相关性质，不涉及磁化翻转，对于低功率自旋电子学具有显著的优势。在这里，我们预测，界面晶体霍尔效应（ICHE）可以用于这一目的。我们表明，ICHE可以发生在异质结构组成的补偿反铁磁金属和非磁性绝缘体，由于在界面处的对称性降低，它可以是可逆的，如果反铁磁层之间的两个相同的铁电层对称分层。我们明确证明了这一现象，使用密度泛函理论计算的三种材料系统：MnBi $_{2}$ Te $_{4}$ /GeI $_{2}$和拓扑在$_{2}$ Te $_{3}$ /MnBi $_{2}$ Te $_{4}$ /In $_{2}$ Te $_{3}$范德华异质结构，和GeTe/Ru $_{2}$ MnGe/GeTe异质结构组成的三维材料。我们发现，这三个系统揭示了一个相当大的ICHE，而后两个表现出量子ICHE和ICHE，分别与铁电极化可逆。我们的提议为压控自旋电子学开辟了另一个方向，并提供了尚未探索的异质结构设计功能器件的可能性。
2021-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Emergent Interfacial Superconductivity between Twisted Cuprate Superconductors
堆叠的范德华铜酸盐晶体之间的扭曲界面使得能够在面内各向异性超导序参量之间进行可调谐的约瑟夫森耦合。采用一种新的低温组装技术，在Bi_2Sr_2CaCu_2O_（8 +x）晶体之间制备了具有原子级尖锐扭曲界面的约瑟夫森结。约瑟夫森临界电流密度敏感地依赖于扭转角，达到最大值可比的本征结在小扭转角，并抑制了近2个数量级，但仍然有限接近45度的扭转角。通过对分数Shapiro台阶的观察和对Fraunhofer图样的分析，我们证明了在45 °附近剩余的超导相干性是由于库珀对的共隧穿，这是高温拓扑超导性的必要成分。
2021-08-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electron-beam-induced Contactless Manipulation of Interlayer Twist in van der Waals Heterostructures
Polytechnic University of Turin（都灵理工大学）；Empa, Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology（瑞士联邦材料科学与技术研究所）；Italian Institute of Technology（意大利理工学院）；University of Cagliari（卡利亚里大学）
本研究通过电子束诱导电荷注入实现了对范德瓦尔斯异质结构层间扭角的无接触操控，利用界面电场产生静电扭矩并诱导角位移。
2025-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Magnon-exciton proximity coupling at a van der Waals heterointerface
自旋和光子系统是现代信息设备和新兴量子技术的核心。半导体中的电子空穴对（激子）和磁性晶体中的集体自旋激发（磁振子）之间的相互作用将桥接这些异质系统，在新型互连设备中利用它们的个体资产。在这里，我们报告的磁性薄膜和原子级薄的半导体之间的界面处的磁振子激子耦合。我们的方法联盟的长寿命的磁振子托管在一个薄膜的钇铁石榴石（YIG）的强约束激子在一个薄片的过渡金属二硫属化物，MoSe $_2$。磁振子诱导的激子上的动态谷塞曼效应所统治的界面交换相互作用。这类新生的混合系统为微波和光学区域之间的信息转导提供了新的机会。
2021-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Anomalous magneto-optical response at $\mathrm{RuO_2 / WSe_2}$ van der Waals interface
University of Delaware（特拉华大学）；National Institute for Materials Science (NIMS)（国立材料研究所）
通过磁近邻效应在RuO₂/WSe₂异质结中探测到RuO₂表面弱磁性，发现低于55K时激子能量异常偏移和谷分裂反常，表明界面交换场主导谷态，为研究争议性磁性材料提供了光学探针。
2026-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
