Exciton-phonon coupling in MoSe2 monolayers
我们从理论和实验上研究了六方BN封装的MoSe_2单分子膜中激子-声子相互作用，它对光吸收和发射过程都有重要影响.激子跃迁线宽下降到1毫电子伏，在低温下，使人们有可能观察到高能量的尾巴在吸收和发射延伸超过几毫电子伏，不掩盖不均匀的加宽。我们发展了一个激子-声子相互作用的解析理论，该理论考虑了在激子形成中起重要作用的纵向声学声子引起的形变势。该理论允许拟合的吸收和发射光谱，并允许估计在MoSe 2单层的变形潜力。我们强调的原因，激子-声子耦合是强得多的二维过渡金属dichalcodenides相比，传统的量子阱结构。激子-声子相互作用的重要性进一步强调了在光致发光激发实验中观察到的大量拉曼特征。
2018-04-17 cond-mat.mtrl-sci
Coherent imaging and dynamics of excitons in MoSe$_2$ monolayers epitaxially grown on hexagonal boron nitride
利用四波混频显微镜测量了分子束外延生长在六方氮化硼薄膜上的MoSe $_2$单分子膜中激子和激子的相干响应和超快动力学。我们评估不均匀和均匀加宽的过渡光谱线型。声子对均匀退相的影响通过退相的温度依赖性来推断。四波混频映射，结合原子力显微镜，揭示了激子振子强度，非均匀加宽和样品形态之间的空间相关性。外延生长的过渡金属二硫属化物的相干光学响应的质量现在变得与通过机械剥离产生的样品相当，从而实现创新材料（如磁性层或Janus半导体）的相干非线性光谱。
2023-03-19 cond-mat.mtrl-sci
Substrate interference and strain in the second harmonic generation from MoSe$_2$ monolayers
本文通过在不同衬底上生长受控双轴应变的MoSe₂单层，结合实验与理论分析，揭示衬底干涉和应变可独立调控非中心对称二维材料的二次谐波产生强度，并澄清了应变对χ⁽²⁾的增强作用。
2024-07-01 cond-mat.mtrl-sci
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
Enhanced trion emission in monolayer MoSe2 by constructing a type-I van der Waals heterostructure
Trions是由两个电子和一个空穴或两个空穴和一个电子组成的准粒子，近年来在过渡金属二硫族化合物（TMDCs）中被发现，由于其在发光二极管、谷电子器件等方面的潜在应用以及作为理解多体现象的实验平台而引起人们的广泛关注。因此，提高三电子发射及其稳定性具有重要意义。在这项研究中，我们构建了一个MoSe 2/FePS 3范德华异质结（VDWH）与I型带对齐，这使得载流子注入FePS 3到MoSe 2。在低温下，中性激子（X 0）在此vdWH发射几乎完全抑制。ITrion/Ix 0的强度比从0.44在一个单一的MoSe 2单层增加到20，在这种异质结构与trion充电状态从负的单层中的异质结构中的正的变化。用圆偏振光的光泵浦显示MoSe 2/FePS 3中的三振子发射的14%偏振。此外，形成这样的I型vdWH也引起从单层MoSe 2的室温光致发光的20倍增强。我们的研究结果表明了一种新的方法，通过层间掺杂效应，使用vdWH中的I型能带排列，在单层2D TMDCs中将激子转换为trions。
2021-07-26 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Thermal conductivity of monolayer MoS2, MoSe2, and WS2: Interplay of mass effect, interatomic bonding and anharmonicity
声子是理解单层过渡金属二硫属化合物热性质的关键，这限制了其潜在应用的热性能。我们通过第一性原理计算研究了MoS 2、MoSe 2和WS 2的晶格动力学和热力学性质。得到的声子频率和热导率与测量值吻合得很好。我们的研究结果表明，二硫化钼的热导率是最高的三种材料中，由于其低得多的平均原子质量。我们还讨论了质量效应、原子间成键和非简谐振动在决定WS 2热导率方面的竞争。WS 2中的强共价W-S键合和低非谐性被认为是理解其比MoSe 2高得多的热导率的关键。
2015-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
How high is a MoSe$_2$ monolayer?
过渡金属二硫属化合物（TMDCs）在光电、光伏和光电化学领域的应用引起了人们的广泛关注。TMDC的性质高度依赖于堆叠的原子层的数量，其通常在制造后使用光学方法和原子力显微镜（AFM）高度测量的组合来计数。在这里，我们使用光致发光光谱和三种不同的原子力显微镜的方法来证明剥离的MoSe $_2$片的高度测量SiO $_2$取决于所使用的方法的显着差异。我们强调，忽略静电力，污染物和表面结合的影响可能会误导测量时，一个硒化钼$_2$薄片的高度。这些因素必须作为TMDC层计数协议的一部分加以考虑。
2021-09-11 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Steady-state nonlinear optical response of excitons in monolayer MoSe$_2$
单层过渡金属二硫属化物（TMD）半导体如MoSe $_2$具有强束缚激子，已知其表现出强共振三阶非线性响应。虽然已经有许多研究的单层TMD的超快非线性响应，稳态非线性响应的研究是缺乏的。我们报道了在7 K时，在hBN包裹的单层MoSe $_2$中激子的稳态双色非线性响应的综合研究。我们观察到与中性和带电激子物种，这是强烈依赖于泵和探针的偏振的差分传输（DT）信号。我们的研究结果进行了比较的激子-激子，激子-trion，trion-trion相关性的T-矩阵配方的基础上的理论模型。参数的选择，使理论准确地再现实验DT光谱，这被发现是占主导地位的两个激子的相关性没有强的双激子结合，激子trion吸引力的相互作用，并通过非相干弛豫强自旋混合。
2021-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Discrete quantum dot like emitters in monolayer MoSe2: Spatial mapping, Magneto-optics and Charge tuning
过渡金属二硫属化物单层膜如MoSe 2、MoS 2和WSe 2是具有原始光电和自旋谷特性的直接带隙半导体。在这里，我们报告光谱尖锐，空间定位发射单层MoSe 2。我们发现这种量子点样的发射在样品剥离到金基板上，也悬浮薄片。空间映射示出了发射器的位置与薄片中的褶皱（应变区域）的存在之间的相关性。我们调整的发射特性，在磁场和电场施加垂直于单层平面。我们提取的离散发射器的激子g-因子接近-4，在这种材料中的二维激子。在一个电荷可调的样品中，我们记录离散的跳跃在meV规模的电荷被添加到发射极时，改变施加的电压。控制这些量子点状发射体的发射特性为进一步工程化这些原子级薄材料中的轻物质相互作用铺平了道路。
2016-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Semiconductor channel mediated photodoping in h-BN encapsulated monolayer MoSe2 phototransistors
在光激励二维光电晶体管中，电荷输运常常受到光掺杂效应的影响。最近，表明这种效应对于石墨烯/h-BN异质结构特别强和持久，并且它们可以用于可控地调节石墨烯的电荷中性点。在这项工作中，我们研究如何这种技术可以扩展到h BN封装的单层MoSe_2光电晶体管在室温下。通过将样品暴露于785 nm激光激发，我们可以可控地增加MoSe_2沟道的电荷载流子密度Δn { \approx } 4.45 { \times } 10^{12} cm^{-2}，相当于施加60 V的背栅电压。我们还评估了不同照明波长下的光掺杂效率，发现它与MoSe_2层的光吸收有很强的相关性，并且在与A激子吸收共振时激发最大。这表明光掺杂过程涉及MoSe_2沟道的光吸收，与之前描述的石墨烯/h-BN异质结的机制相反。
2019-03-05 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Enhanced optical properties of MoSe$_2$ grown by molecular beam epitaxy on hexagonal boron nitride
本研究通过分子束外延在六方氮化硼上生长单层MoSe$_2$，实现窄至5.5 meV的低温光致发光线宽，并观察到室温发光及激子特征，为集成电子器件奠定基础。
2024-07-17 cond-mat.mtrl-sci
Materials properties of out-of-plane heterostructures of MoS$_2$-WSe$_2$ and WS$_2$-MoSe$_2$
基于第一性原理计算，研究了过渡金属二硫族化合物，特别是MoS $_2$ -WSe $_2$和WS $_2$ -MoSe $_2$形成的面外异质结构的材料性质（结构、电子、振动和光学性质）.发现MoS $_2$ -WSe $_2$和WS $_2$ -MoSe $_2$的异质结构分别是直接带隙半导体和间接带隙半导体。然而，WS $_2$ -MoSe $_2$异质结构中的直接带隙可以通过施加压缩应变来实现。此外，在单层和双层异质结构中的激子峰的计算，以了解这些系统的光学行为。相对于相应的单分子膜，光谱的抑制是由于层间电荷转移。通过声子谱计算证实了所研究系统的稳定性。
2016-01-29 cond-mat.mtrl-sci
Controlled coherent-coupling and dynamics of exciton complexes in a MoSe$_2$ monolayer
量化和控制固体中光学活性激发的相干动力学和耦合对于凝聚态光学的基础研究及其在量子技术中的光电应用至关重要。在这里，我们进行超快相干非线性光谱的电荷可调的MoSe $_2$单层。实验表明，均匀和不均匀的线宽和由这种材料托管的激子复合物的人口衰减可以直接通过施加的栅极偏置，这决定了费米能级，因此自由载流子密度调谐。通过进行二维光谱，我们还表明，相同的偏置调谐方法允许我们控制带电和中性激子复合物之间的相干耦合强度。
2023-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Density-dependent spin susceptibility and effective mass in monolayer MoSe2
本研究利用铋接触的三栅极器件在单层 MoSe2 中实现低密度欧姆接触与高迁移率，观测到金属-绝缘体相变、量子振荡序列、增强的自旋磁化率及密度依赖的有效质量，确立了其作为探索相互作用驱动量子态平台的地位。
2025-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Low wavenumber Raman spectroscopy of highly crystalline MoSe2 grown by chemical vapor deposition
过渡金属二硫属化合物（TMDs）由于其有趣的电学和光学性质而引起人们的关注。以可靠和简便的方法制造这些材料对于未来的应用非常重要，表征材料质量的方法也是如此。在这里，我们介绍了MoSe 2单层和少层晶体的化学气相沉积。这些结果表明使用化学气相沉积可靠地制造这些材料的实用性。首次给出了MoSe_2的低频拉曼光谱和剪切模式与层呼吸模式的映射。我们将这些模式的行为与材料中的层数相关联。低频拉曼映射探测CVD生长的二维材料的对称性，质量和单层存在的有用性被强调。
2015-05-09 cond-mat.mtrl-sci
Unraveling heat transport and dissipation in suspended MoSe$_2$ crystals from bulk to monolayer
了解层状过渡金属二硫属化物（TMD）晶体中的热输运对于利用这些材料的无数应用至关重要。尽管做出了巨大的努力，但TMD的几个基本热传输特性目前还没有得到很好的理解。在这里，我们提出了一个结合实验和理论研究的固有晶格热导率的代表TMD MoSe $_2$，专注于材料厚度和材料的环境的影响。我们使用拉曼测温测量悬浮晶体，在那里我们确定和消除关键的文物，并执行$ab$ $initio$模拟声子在有限的，而不是零，温度。我们发现，声子色散和寿命随厚度的变化强烈，但（亚）纳米薄TMD薄膜（$\sim$ 20~Wm $^{-1}$ K $^{-1}$）表现出类似的面内热导率（$\sim$ 40~Wm $^{-1}$ K $^{-1}$）。这是补偿声子贡献的结果，特别是低频模式，其具有令人惊讶的长的几微米的平均自由程，其对单层的热传输有显著贡献。我们还证明，面外散热到空气中是非常有效的，特别是对于最薄的晶体。这些结果对于热管理、热电和（光）电子领域中基于TMD的应用设计至关重要。
2021-09-19 cond-mat.mtrl-sci
Excitonic Transport and Intervalley Scattering in Exfoliated MoSe2 Monolayer Revealed by Four-Wave-Mixing Transient Grating Spectroscopy
激子谷间散射，湮没和弛豫动力学，在单层过渡金属dichalcogenides的扩散运输是基于它们的设备的功能的核心。这促使我们使用外差非线性四波混频瞬态光栅光谱来研究剥离的高质量单层MoSe 2的这些特性。虽然自由激子激发被发现是长寿命的（~230 ps），观察到一个非常快的谷间散射（小于120 fs），导致一个可以忽略不计的谷极化，与稳态光致发光测量一致。激子布居衰减显示出来自激子-激子湮灭反应的可观贡献，其中湮灭常数为~ 0.01 cm 2s-1，这另外导致对瞬态光栅响应的额外贡献。通过将激子-激子湮灭也包括在扩散方程中来对基础激子动力学进行数值建模，这允许提取扩散常数D ~1.4 cm 2s-1。我们的研究结果提供了一种方法，允许解开复杂的动力学，涉及多体湮灭过程和详细的表征单层MoSe 2的激子性质
2019-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Emergence of 6-particle "hexciton'' states in WS$_2$ and MoSe$_2$ monolayers
本文通过光谱实验证明，在电荷可调的WS₂和MoSe₂单层中可形成由光生电子-空穴对同时耦合多个不同自旋和谷量子数费米海而产生的六粒子六激子态，并讨论了可区分性与载流子屏蔽对其稳定性的影响。
2023-12-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant Photoluminescence Enhancement in MoSe$_{2}$ monolayers treated with Oleic Acid Ligands
在制备的过渡金属二硫属化物（TMD）单层中固有的低光致发光（PL）产率被广泛接受为原子空位（即缺陷）和不受控制的掺杂的结果，其引起非辐射激子衰减途径。迄今为止，已经成功地开发了许多化学钝化方案来改善硫基TMD（即二硫化钼（MoS 2）和二硫化钨（WS 2）单层）中的PL。缺乏关于用于改善硒（Se）基TMD中的PL产率的基于溶液的化学钝化方案的报告，只有一项已知的研究使用氢溴酸蒸气来改善化学气相沉积（CVD）二硒化钼（MoSe 2）中的PL。在这里，我们证明了与油酸（OA）的治疗提供了一个简单的湿化学钝化方法单层MoSe 2，提高PL产率的平均58倍，同时也提高了整个材料的光谱均匀性和减少发射线宽。激发强度相关的PL揭示了中性激子复合占主导地位的陷阱自由PL动力学。时间分辨光致发光（TRPL）的研究表明显着增加PL寿命，与泵强度依赖TRPL测量也证实了陷阱自由光致发光动力学OA处理MoSe 2。在用OA处理后，场效应晶体管显示出降低的电荷陷阱密度和改善的开-关比。这些结果表明缺陷钝化OA，我们假设作为配体，钝化硫族元素缺陷通过油酸配位Mo悬挂键。
2021-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum anomalous Hall state in a fluorinated 1T-MoSe$_2$ monolayer
本研究通过第一性原理计算发现全氟化1T-MoSe₂单层在自旋轨道耦合作用下可形成陈数|C|=2、能隙117.2meV的非平庸量子反常霍尔态，构建了低能有效模型，为二维大能隙量子反常霍尔态研究及低功耗自旋电子器件设计提供新方向。
2023-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Experimental determination of the massive Dirac fermion model parameters for MoS$_2$, MoSe$_2$, WS$_2$, and WSe$_2$
单层MX $_2$（M = Mo，W; X = S，Se）由于其在光电子学、自旋电子学和谷电子学等方面的潜在应用前景，近年来引起了人们的广泛关注。其奇异的光学和电子性质包括直接带隙、圆偏振相关的光学跃迁以及在$K$和$-K$点处的价带（VB）自旋带分裂。这些性质可以在一个极小模型中描述，称为大质量狄拉克费米子模型，其参数需要通过实验确定。我们建议，可以从角分辨光电子能谱（ARPES）数据从散装2H-MX $_2$，而不是单层MX $_2$。通过紧束缚计算，我们显示了如何在高对称点的电子结构演变的系统从单层到三维块体2H-MX $_2$。我们发现消失的$k_z$色散和几乎没有变化的直接带隙在$K$和$-K$点，在强烈的$k_z$色散在$Γ$点形成鲜明对比。这些事实使我们能够提取的间隙和自旋带分裂的$K$点，以及跳跃能量从散装ARPES数据。我们在不同光子能量和钾蒸发下对MoS $_2$、MoSe $_2$、WS $_2$和WSe $_2$单晶进行了ARPES实验。根据这些数据，我们确定了单层MoS $_2$、MoSe $_2$、WS $_2$和WSe $_2$的大质量狄拉克费米子模型的参数。
2016-01-07 cond-mat.mtrl-sci
Exciton states in monolayer MoSe2 and MoTe2 probed by upconversion spectroscopy
过渡金属二硫属化物（TMD）是原子单层（ML）极限下的直接半导体，具有迷人的光学和自旋谷特性。单个ML的高达20%的强光学吸收由激子、受库仑吸引力约束的电子-空穴对控制。MoSe $_2$和MoTe $_2$单分子膜中的激子激发态由于其低振子强度和强非均匀加宽而至今难以得到。在这里，我们表明，封装在六方氮化硼的结果在发射线宽的A：1 $s$激子低于1.5毫电子伏和3毫电子伏，在我们的MoSe $_2$和MoTe $_2$单层样品，分别。这使我们能够调查两个单层材料的光致发光上转换光谱的激发激子状态。激发激光器被调谐成与A：1 $s$跃迁共振，并且我们观察到高于激光能量高达200 meV的激发激子态的发射。我们证明了这种非线性光学过程的效率的偏置控制。在上转换的起源，我们的模型计算表明，特定于TMD MLs的激子-激子（俄歇）散射机制涉及激发的导带，从而产生具有小波矢的高能激子。通过白光反射率、光致发光激发和共振拉曼散射进一步研究了光跃迁，证实了它们在单层薄半导体中的激发激子态起源。
2018-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Analogy and dissimilarity of excitons in monolayer and bilayer of MoSe$_2$
半导体过渡金属二硫属化物薄层中的激子高度受制于这些材料中的强改性库仑电子-空穴相互作用。因此，它们不遵循二维氢原子的模型系统。我们从实验和理论上研究了MoSe $_2$在六方BN中的单层和双层激子性质。测得的磁场的MoSe $_2$ ML和BL的反射对比度光谱的演变，使我们能够确定$g$ -因子的层内A和B激子，以及$g$ -因子的层间激子。我们解释的依赖性$g$ -因素的层数和激发态使用第一性原理计算。此外，我们表明，实验测得的梯形激子$s$状态的ML可以使用$\mathbf{k\cdot p}$方法与Rytova-Keldysh势，描述的电子-空穴相互作用再现。相反，BL情况的类似计算需要考虑MoSe $_2$ BL的面外介电响应。
2023-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Creating a Nanoscale Lateral Heterojunction in a Semiconductor Monolayer with a Large Built-in Potential
设计原子级薄的纳米级横向异质结（HJ）的能力对于为未来的二维（2D）器件技术奠定基础至关重要。然而，通过直接生长两种不同材料的异质结构来产生异质结的传统方法限制了可用的能带偏移，并且仍然不清楚对于2D材料是否可以获得大的内建电势。原子薄的半导体过渡金属二硫属化物（TMDs）的电子性质不是静态的，它们的激子结合能和准粒子带隙强烈地依赖于邻近环境。最近的研究表明，这种效果可以利用工程单层TMD的横向带分布，以创建异质结。在这里，我们展示了在hBN/Ru（0001）衬底的界面处通过插入Se在单层MoSe 2中合成纳米级横向异质结。Se嵌入产生局部hBN/Ru功函数的空间突变调制，其被直接压印到上覆的MoSe 2单层上以产生0.83 eV的大的内建电势。我们空间上解决的MoSe 2带的轮廓和功函数，使用扫描隧道光谱绘制出纳米级的耗尽区。Se嵌入还修改了介电环境，影响局部带隙重整化并使MoSe 2带隙增加~0.26 eV。这项工作表明，环境邻近工程提供了一种强大的方法来间接操纵2D材料的能带分布超出其固有特性的限制，为未来的设备设计提供了途径。
2022-08-09 cond-mat.mtrl-sci
Optical properties of Fermi polarons in a GaInP/MoSe2 monolayer heterostructure
Carl von Ossietzky University Oldenburg（奥尔登堡卡尔·冯·奥西茨基大学）；Universität Würzburg（维尔茨堡大学）；Arizona State University（亚利桑那州立大学）；National Institute for Materials Science（日本国立材料研究所）；Monash University（蒙纳士大学）；Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）；Friedrich-Schiller University Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）
研究通过GaInP/MoSe2异质结操控TMDCs光学性质，发现费米极子准粒子共振现象。
2026-02-02 cond-mat.mtrl-sci
Spin relaxation of localized electrons in monolayer MoSe$_2$: importance of random effective magnetic fields
本文研究EuS上单层MoSe$_2$中局域电子的自旋弛豫机制，揭示随机有效磁场（超精细或交换相互作用）的主导作用，并通过磁场角度依赖关系评估了谷间电子$g$因子各向异性与自旋弛豫时间。
2024-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Direct observation of giant binding energy modulation of exciton complexes in monolayer MoSe$_2$
在过渡金属二硫属化合物量子限制单分子膜中，介电介质的屏蔽作用改变了电子-空穴相互作用势，并在决定强束缚激子复合物的结合能方面起着关键作用。然而，由于强准粒子带隙重正化在这样的系统中，直接量化的估计在不同的电介质中的结合能的变化仍然是难以捉摸的使用光学研究。在这项工作中，通过改变介电环境，我们显示了一个显着的光致发光（PL）峰位移在低温下为较高的能量激子（2s，3s，4s，5s）在单层MoSe $_2$，而1 s激子峰位置保持不变-屏蔽诱导激子结合能调制和准粒子带隙重整化之间的变化补偿的直接证据。通过在顶部涂覆Al $_2$ O $_3$层，发现1 s激子的结合能的估计调制为58.6%（2s为70.5%，3s为78.9%，4s为85%），而准粒子带隙的相应减少估计为248 meV。这种激子复合物的结合能以及单层TMD中的带隙的大的可调谐性的直接证据具有新颖的器件应用的希望。
2017-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thickness-Dependent Differential Reflectance Spectra of Monolayer and Few-Layer MoS2, MoSe2, WS2 and WSe2
二维（2D）材料的研究领域强烈依赖于光学显微镜表征工具来识别原子级薄的材料并确定其层数。此外，基于光学显微镜的技术为研究这些纳米材料的光学特性打开了大门。我们提出了一个全面的研究的微分反射光谱的二维半导体过渡金属二硫属化物（TMDC），二硫化钼2，MoSe 2，WS2，和WSe 2，厚度范围从一层到六层。我们分析了不同激子特征的厚度依赖性能量，表明不同TMDC材料的能带结构随层数的变化。我们的工作提供了一条路线，采用差分反射光谱确定的层数的MoS2，MoSe2，WS2和WSe2。
2018-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Monolayer, Bilayer and Heterostructures of Green Phosphorene for Water Splitting and Photovoltaics
我们报告了基于密度泛函理论的计算结果，单层和双层绿色磷烯及其与MoSe 2的异质结构。单层和双层绿色磷烯都是直接带隙半导体，具有高达10^{4} cm^{2}V^{-1}s^{-1}的各向异性载流子迁移率。在双层膜中，约9 GPa的压力诱导超导体-金属转变。此外，带隙强烈地依赖于膜的厚度和外部电场。通过在合适的溶液条件下采用应变工程，单层和AC堆叠的双层绿色磷烯提供了可用于水裂解的带边对齐。计算了单层、AB-和AC-堆叠的具有MoSe_{2}的双层绿色磷烯异质结构的功率转换效率的上限为18- 21%。我们的研究结果表明，绿色磷烯作为光催化和光伏材料在能源相关的应用的可能性。
2018-11-23 cond-mat.mtrl-sci
Flat band properties of twisted transition metal dichalcogenide homo- and heterobilayers of MoS$_2$, MoSe$_2$, WS$_2$ and WSe$_2$
二维材料的扭曲双层，例如扭曲双层石墨烯，通常具有平坦的电子带，使得能够观察电子相关效应。在这项工作中，我们研究了扭曲的过渡金属二硫属化物（TMD）的同质和异质双层膜，通过结合MoS $_2$，WS $_2$，MoSe $_2$和WSe $_2$单分子膜获得的电子结构，并显示如何平带特性依赖于双层的化学组成以及它的扭曲角。我们确定了放松的原子结构的扭曲双层使用经典力场和计算的电子能带结构使用紧束缚模型参数化的第一性原理密度泛函理论。我们发现，在这些系统中的最高价带可以来自$Γ$ -点或$K$ / $K'$ -点状态的组成单分子膜。对于均质双层，两个最高价带由单层$Γ$ -点态组成，表现出石墨烯样的分散，并且随着扭转角的减小而变得平坦。对于$Γ$衍生态和$K$ / $K'$衍生态的排序既取决于材料成分又取决于扭转角的异质双层，情况更为复杂。在所有的系统中，定性不同的能带结构时，原子弛豫被忽略。
2021-05-17 cond-mat.mtrl-sci
Exciton-exciton Interaction in Monolayer MoSe$_2$ from Mutual Screening of Coulomb Binding
University of Hong Kong（香港大学）；Shanghai University（上海大学）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）；Max Planck Institute of Microstructure Physics（马克斯·普朗克微结构物理研究所）；HKU-UCAS Joint Institute of Theoretical and Computational Physics（港大-中科院理论计算物理联合研究院）
本研究通过单层MoSe$_2$光致发光光谱，区分中性激子与载流子的屏蔽效应，发现激子间库仑束缚相互屏蔽导致能量差红移，并提取激子极化率，揭示中性激子多数体相互作用排斥部分的新机制。
2023-08-28 cond-mat.mtrl-sci
Valley polarization of trions in monolayer MoSe$_2$ interfaced with bismuth iron garnet
研究了单层 MoSe$_2$ 与铋铁石榴石异质结构中带电激子的圆偏振光致发光，发现其谷极化随温度反转符号，并提出理论模型解释磁化诱导载流子不平衡与谷反转散射机制。
2021-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of arsenic doping on structural and electronic properties of MoSe$_2$ monolayer: an ab initio study
本文通过DFT计算研究MoSe₂单层中Mo空位、As替代掺杂和As间隙掺杂对结构与电子性质的影响，发现As替代掺杂最稳定且体系带隙增大，并揭示不同缺陷诱导p型或n型半导体行为及其在光催化和红外电子学中的应用潜力。
2024-12-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Biaxial strain tuning of excitons in monolayer MoSe$_2$ by high-temperature physical vapor deposition
本文利用高温物理气相沉积在Si₃N₄和SiO₂衬底上对单层MoSe₂施加双轴拉伸应变，实现了103 meV/%的激子调控速率，为过渡金属二硫化物中最高值，并通过光谱表征揭示了应变分布特性，为光电子器件应变工程提供了有效途径。
2024-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tuning the Optical Properties of an MoSe$_2$ Monolayer Using Nanoscale Plasmonic Antennas
纳米等离子体激元系统与光学活性二维材料相结合，提供了有趣的机会，探索和控制极端的亚波长尺度接近激子玻尔半径的光-物质相互作用。在这里，我们提出了一个MoSe $_2$单层和个人光刻定义的金偶极子纳米天线具有子10 nm的饲料间隙之间的光-物质相互作用的室温和低温调查。通过逐步调谐纳米天线的大小，它们的偶极共振相对于近端MoSe $_2$单层中的A-激子跃迁进行调谐，从而实现$\sim 130\;\mathrm{meV}$的总调谐。对$> 100$结构进行的差分反射率测量揭示了激子和偶极模式之间的明显避免的交叉和激子-等离子体激元耦合常数$g= 55\;\mathrm{meV}$，表示跃迁能量的$g/(\hbarω_X)\geq3\%$。这使得我们的混合系统处于中间耦合状态，其中光谱表现出典型的Fano形状，表明明显的光物质耦合和显着的阻尼之间的相互作用。我们还展示了通过改变激发光的偏振来可编程地抑制偶极模式的耦合的光学响应的主动控制。我们进一步研究了出现的光学签名的单分子层定位在偶极纳米天线在$10\;\mathrm{K}$。我们的发现代表了实现基于2D材料的非线性光子器件的关键一步，具有低能量和超快性能的潜力。
2022-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Controlling the Atomic Reconstruction in Twisted MoSe$_2$/WSe$_2$ with a Monolayer hBN Spacer
Walter Schottky Institute and Physics Department, TU Munich（慕尼黑工业大学瓦尔特·肖特基研究所与物理系）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）；Department of Materials Science and Engineering, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院材料科学与工程系）；MIT.nano, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院MIT.nano）；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架构研究中心）
本研究利用单层或双层hBN间隔层抑制扭转MoSe₂/WSe₂异质双层的原子重构，提升结构均匀性，为相关光电及多体现象研究提供了有效方案。
2026-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Molecular-beam epitaxy of monolayer and bilayer WSe2: A scanning tunneling microscopy/spectroscopy study and deduction of exciton binding energy
对二维过渡金属二硫属化物的兴趣促使了最近的一些努力，即使用分子束外延来外延生长这些材料的双金属层。然而，单层和双层WSe 2，过渡金属二硫属化物家族的重要成员，通过分子束外延方法的生长仍然未知，可能是因为难以从元素源产生钨通量。在这项工作中，我们提出了一个扫描隧道显微镜和光谱研究的分子束外延生长的WSe 2单层和双层，显示原子级平坦的外延膜，没有域边界缺陷。这与通过相同方法生长的外延MoSe 2膜形成对比，其中存在致密的畴边界缺陷网络。同一样品的单层和双层WSe 2域的扫描隧道光谱测量揭示，不仅从单层到双层的膜厚度增加时的带隙变窄，但也带弯曲效应跨越单层和双层域之间的边界。这种能带弯曲似乎是由双层岛的步骤处的边缘状态决定的。最后，将扫描隧道光谱测量的电子带隙与光致发光测量的激子发射能进行了比较，并由此估算了单层和双层WSe_2/MoSe_2中激子的结合能.
2015-06-15 cond-mat.mtrl-sci
Electronic properties of MoSe$_2$ nanowrinkles
基于密度泛函理论的第一性原理研究揭示了MoSe$_2$纳米褶皱的电子结构由曲率而非应变主导，并指出其在光电器件中具有优异的应用前景。
2024-02-15 cond-mat.mtrl-sci
Probing Many-Body Interactions in Monolayer Transition-Metal Dichalcogenides
过渡金属双硫族化合物单层结构的独特能带结构对多体相互作用有很大的影响。我们通过测量门控WSe $_2$和MoSe $_2$中中性激子（束缚电子-空穴对）的能量位移来研究这些相互作用。令人惊讶的是，虽然电子掺杂样品中的中性激子$X^0$的蓝移可以超过10-meV，但空穴掺杂样品中的蓝移几乎不存在。考虑到动态屏蔽和局部场效应，我们提出了一个透明的分析模型，阐明了谷间等离子体激元在电子掺杂条件下所发挥的关键作用。作为电荷密度的函数的$X^0$的能量移动计算显示与实验一致，其中由谷间等离子体激元的$X^0$的重整化产生了更强的蓝移在MoSe $_2$比在WSe $_2$由于其带序的差异。
2019-02-02 cond-mat.mtrl-sci
Biaxial strain tuned electronic structures and power factor in Janus Transition Metal Dichalchogenide monolayers
利用应变工程技术对过渡金属二硫属化物（TMD）单分子膜的物理性质进行调控的研究最为广泛，最近又合成了Janus TMD单分子膜MoSSe。本文采用广义梯度近似（GGA）和自旋轨道耦合（SOC）方法，系统地研究了Janus TMD MXY（M = Mo或W，X/Y = S，Se或Te）单分子膜的电子结构和输运性质与双轴应变的关系.研究发现，SOC对p型MoSSe、WSSe、n型WSTe、p型MoSeTe和WSeTe的功率因数有显著的不利影响，而对n型MoSSe、MoSTe、p型WSTe和n型MoSeTe的功率因数的影响可以忽略不计。这些可以通过考虑SOC对其价带和导带的影响来理解。当应变由压应变变为拉应变时，六种单层膜的能带隙都是先增大后减小。研究发现，应变可以通过改变价带极值（VBE）或导带极值（CBE）的数目和相对位置来调节价带和导带的带会聚强度，从而对它们的电子输运性质产生重要影响。通过施加适当的压应变或拉应变，可以通过应变诱导带收敛来提高n型或p型Seebeck系数，从而提高功率因数。本文的工作进一步丰富了新型TMD单分子膜的电子结构和输运性质与应变关系的研究，并激发了进一步的实验工作。
2018-03-12 cond-mat.mtrl-sci
Quantum Dynamics of Attractive and Repulsive Polarons in a Doped MoSe$_2$ Monolayer
当可移动的杂质被引入并耦合到费米海时，形成了称为费米极化子的新准粒子。费米极化子问题有两个有趣但截然不同的领域：（I）吸引极化子（AP）分支，与从BCS超流到分子的玻色-爱因斯坦凝聚的配对现象有关;（II）排斥极化子（RP）分支，是斯托纳巡游铁磁性的物理基础。在这里，我们研究费米极化子在二维系统中，许多问题和争论，关于他们的性质持续存在。我们研究的模型系统是一个掺杂的MoSe $_2$单分子层。我们发现所观察到的AP-RP能裂和吸引极化子的量子动力学与极化子理论的预言一致。随着掺杂密度的增加，吸引极化子的量子退相保持恒定，表示稳定的准粒子，而排斥极化子退相速率几乎以二次方增加。费米极化子的动力学对于理解配对和磁不稳定性至关重要，这些不稳定性导致在包括原子核，冷原子气体和固体在内的广泛物理系统中形成丰富的量子相。
2023-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Optical memory in a MoSe$_2$/Clinochlore device
本研究制备了MoSe$_2$/斜绿泥石二维异质结器件，观测到由电滞证实的显著光存储效应，兼具两种Mem-emitter性能，揭示斜绿泥石层状结构的关键作用，为存储型光电器件提供新方案。
2024-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Confined Luminescence in Two dimensions
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；University of North Texas（北德克萨斯大学）；Jazan University（扎赞大学）；Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；Chungbuk National University（忠北国立大学）；National Institute for Materials Science（物质材料研究机构）
本研究通过扫描透射电子显微镜中的阴极发光技术，实验证实了嵌入WSe2基质的MoSe2纳米点的局域光发射，揭示了其发光特性与尺寸的依赖关系及量子限制效应，为2D系统的可控光发射及纳米光子学应用提供了基础。
2024-06-14 cond-mat.mtrl-sci
Atomically Flat Dielectric Patterns for Band Gap Engineering and Lateral Junction Formation in MoSe$_2$ Monolayers
本文通过在原子层沉积腔室内结合溅射刻蚀与AlO$_x$生长，制备原子级平坦的SiO$_2$/AlO$_x$横向介电图案，并将其用于MoSe$_2$单层的带隙工程和横向结形成，系统揭示了介电环境对激子行为、费米能级和载流子动力学的调控作用。
2024-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonon-assisted inter-valley scattering determines ultrafast exciton dynamics in MoSe$_2$ bilayers
虽然谷（能量极值）存在于固体的所有能带结构中，但它们在确定原子级薄的过渡金属二硫属化物（TMDC）中的激子共振和动力学方面的突出作用是独特的。利用二维相干电子能谱，我们发现MoSe $_2$双层膜中激子退相干的时间尺度比单层膜中快得多。我们进一步确定两个人口弛豫通道的双层，一个相干的和非相干的。我们的微观模型表明，声子发射过程促进散射事件从$K$谷的其他较低的能量$Γ$和$Λ$谷的双层。我们结合实验和理论研究明确建立不同的微观机制，确定激子的量子动力学在TMDC单层和双层。了解激子量子动力学提供了至关重要的指导TMDC双层膜中的自旋/谷自由度的操纵。
2022-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetism at the interface of $MoSe_2/V_2O_5$ heterostructures
本研究针对自旋电子学器件对纳米磁态的需求，通过密度泛函理论模拟发现无磁性的$MoSe_2$单层与$V_2O_5$衬底构成的异质结存在铁磁有序，并揭示了点缺陷对其磁性的调控机制，为新型杂化材料界面磁性研究提供了理论依据。
2025-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of spin-dependent tunneling in a MoSe$_2$/Cr$_2$Ge$_2$Te$_6$ van der Waals heterostructure on exciton and trion emission
本研究通过低温光致发光和磁光克尔效应测量，发现MoSe$_2$/Cr$_2$Ge$_2$Te$_6$范德华异质结构中激子-三子发射比例依赖于激发螺旋性与磁化取向，揭示了与激子复合竞争的超快自旋依赖层间电荷转移机制。
2025-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Asymmetric magnetic proximity interactions in MoSe$_{2}$/CrBr$_{3}$ van der Waals heterostructures
本文研究了MoSe$_{2}$/CrBr$_{3}$范德华异质结构，发现磁性邻近相互作用对$K$和$K'$谷产生显著不对称的能量偏移，不同于传统有效磁场模型，为选择性控制自旋和谷态提供了新途径。
2022-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tuning exciton emission via ferroelectric polarization at a heterogeneous interface between a monolayer transition metal dichalcogenide and a perovskite oxide membrane
本研究通过双栅器件集成BTO薄膜与单层MoSe2，利用电压脉冲调控铁电极化，以激子光致发光探测掺杂水平，发现载流子布居敏感依赖极化，为高灵敏传感设备提供新途径。
2024-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Polarization analysis of excitons in monolayer and bilayer transition-metal dichalcogenides
单层和双层过渡金属二硫属化物的光学跃迁的偏振分析提供了宝贵的信息的自旋和谷（赝自旋）自由度。为了解释给定单层过渡金属二硫属化物的光学性质，应该考虑（i）其自旋分裂导带的顺序，（ii）谷间散射是否容易出现声子瓶颈，（iii）以及是否可以通过电子-空穴交换进行谷混合。使用这些原则，我们提出了一个一致的物理图像，阐明了这些材料的光谱中的各种功能。我们解释了单层MoSe $_2$和单层WSe $_2$中的光学跃迁之间的差异，发现后者中的间接激子对应于到目前为止归因于与杂质结合的激子的几个低能量光学跃迁。讨论了MoSe $_2$中极化消失的可能机制。最后，我们考虑了面外电场的影响，表明它可以减少亮激子的初始极化由于与暗激子的Rashba型耦合。
2015-06-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
One pot chemical vapor deposition of high optical quality large area monolayer Janus transition metal dichalcogenides
我们报告了一锅化学气相沉积（CVD）生长的大面积Janus SeMoS单层，与不对称的顶部（Se）和底部（S）硫族元素原子平面相对于中心过渡金属（Mo）原子。这些二维半导体单层的形成发生在热力学平衡驱动的交换的初始生长的MoSe 2单晶的底部Se原子的金箔上的S原子。生长过程的特征在于通过互补的实验技术，包括拉曼光谱和X-射线光电子能谱学和第一原理计算的生长机制是合理的。通过光学和磁光测量证明了合成Janus单层的显着高的光学质量，其揭示了强的激子-声子耦合，并能够获得-3.3的激子g因子。
2022-05-10 cond-mat.mtrl-sci
Amplification of interlayer exciton emission in twisted WSe$_2$/WSe$_2$/MoSe$_2$ heterotrilayers
本研究制备不同扭转角的WSe$_2$/WSe$_2$/MoSe$_2$异质三层膜，通过引入额外WSe$_2$单层提供新吸收与载流子传输路径，实现层间激子发射超一个数量级增强，为二维量子材料光电子应用提供支撑。
2023-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Atomically thin mirrors made of monolayer semiconductors
过渡金属二硫属化合物单分子膜是探索新的电子和光学现象以及实现原子级薄光电子器件的理想材料。它们拥有紧密结合的电子-空穴对（激子），可以被共振光场有效地激发。在这里，我们证明了一个单层的二硒化钼（MoSe 2）可以显着修改激子共振附近的光传输，作为一个电开关镜，反射高达85%的入射光在低温下。这种高反射率是由六方氮化硼封装的这种原子级薄半导体中激子的优异相干特性的直接结果。此外，我们表明，MoSe 2单层具有功率和波长依赖的非线性，源于激子为基础的晶格加热的情况下，连续波激发和激子-激子相互作用时，快速，脉冲激光激发。这些观测为研究量子非线性光学现象和拓扑光子学以及光学器件的微型化提供了新的可能性。
2017-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
