Interlayer Registry Determines the Sliding Potential of Layered Metal Dichalcogenides: The case of 2H-MoS2
我们提供了一个简单而直观的解释层间滑动的能量景观的金属二硫属化合物。基于最近引入的注册指数（RI）的概念，我们定义了一个纯粹的几何参数，它量化了二硫化钼（2 HMoS 2）的层状相的层间可渗透性的程度。滑动能量景观和相应的层间注册表表面的2 H-MoS 2之间的直接关系被发现，从而标志着注册表指数作为一种计算高效的手段，用于研究复杂的纳米级材料界面的摩擦学在无磨损摩擦制度。
2012-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Flat Band Generation through Interlayer Geometric Frustration in Intercalated Transition Metal Dichalcogenides
研究通过稀释掺杂在过渡金属二硫化物中生成平坦带，利用ARPES观察到无色散的平坦带，并通过极化依赖ARPES和对称性分析揭示轨道特性，提出了一种新的材料平台来操控平坦带结构及探索其关联性质。
2026-03-25 cond-mat.mtrl-sci
Phonon chirality manipulation mechanism in TMD interlayer-sliding ferroelectrics
本文基于第一性原理计算揭示双层和四层MoS$_2$滑动铁电体中层间滑动对声子手性、Berry曲率及相关热磁输运效应的调控机制。
2023-09-23 cond-mat.mtrl-sci
Moiré-Bose-Hubbard model for interlayer excitons in twisted transition metal dichalcogenide heterostructures
在半导体过渡金属二硫属化物的双层中，层之间的扭转角可以用于在与单位晶胞相比大的长度尺度上引入高度规则的周期性电势调制。在这样的结构中，可以出现相关态，其中异质结构中的激子由于激子-激子相互作用而强烈地局域化到电势最小值。我们探讨莫特和扩展激子相位之间的过渡的摩尔-玻色-哈伯德哈密顿量。跳跃和现场相互作用参数从层间激子波函数的Wannier表示获得，和非本地Rytova-Keldysh模型用于属性的二维材料中的激子的介电屏蔽。对于足够小的激子浓度和基板屏蔽我们的模型预测莫特绝缘状态的出现，建立扭曲的TMD异质结构作为可能的量子模拟玻色子多体系统。
2022-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Metal-insulator transition in type II heterostructures based on transition metal dichalcogenides
解析地解决了过渡金属二硫属化物Ⅱ型异质结中载流子间库仑相互作用的屏蔽问题。在足够高的载流子密度下，得到层间激子能量的密度依赖性。层间激子的能量在金属-绝缘体转变点趋于零。所提出的计算方案使得有可能找到这种转变的密度的温度依赖性。
2022-05-09 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
Spontaneous interlayer compression in commensurately stacked van der Waals heterostructures
对层状二维材料，特别是过渡金属二硫属化物的堆叠异质结构的兴趣，导致需要更好地理解堆叠引起的结构和电子变化。在这里，我们调查的理想化的异质结构的影响，与周期性相称的堆叠，对结构，电子和振动特性，当相比，对应的散装过渡金属dichalcogenide。我们发现，在异质结构与不同的硫属物种有一个很强的压缩层间间距，相比，散装化合物。异质结构的这种压缩是由层之间的感应极化相互作用的强度增加引起的，而不是完全的电荷转移。我们认为，这种效果是真实的，而不是由于强加的可兼容性，并应在异质结结合不同的硫族元素观察。有趣的是，我们发现钛基二硫族化合物的无公度堆叠导致电荷密度波声子模式的稳定，这是不稳定的1 T相在低温下。混合的Ti-和Zr-异质结构仍然是不稳定的，但具有电荷密度波或铁电不稳定性。
2020-12-21 cond-mat.mtrl-sci
Role of Interlayer Coupling in the Second Harmonic Generation of Bilayer Transition-metal Dichalcogenides
弱层间耦合在二维范德华系统二次谐波产生中的作用目前还知之甚少。本文以均质双层材料$MoS_2/MoS_2$和异质双层材料$MoS_2/MoSe_2$为例，采用第一性原理计算，系统地研究了它们的二次谐波极化率与层间跳跃强度的关系。对于$MoS_2/MoS_2$和$MoS_2/MoSe_2$的零频限二次谐波，虽然着色度的增加可以增加层间光学跃迁（IOT）的强度，但G点附近带排斥的增加最终会降低它们的二次谐波值;着色度越大，二次谐波响应越小。与$MoS_2/MoS_2$相反，对于低光子能量区域的$MoS_2/MoSe_2$的二次谐波谱，由于在带边缘中占主导地位的强$t_{int}$依赖性IOT，它们的峰值对可变色调非常敏感;色调越大，二次谐波越大。在高光子能区，与$MoS_2/MoSe_2$相比，随着$t_{int}$的增大，$MoS_2/MoS_2$的二次谐波峰值减小的幅度更大，这是由于能带嵌套效应的减小。我们的研究不仅成功地解释了不同双层过渡金属双硫族化合物在不同色调下的不同SHG响应的令人困惑的实验观察，而且可以为设计可控的VDW系统的SHG效应提供一个总体的理解。
2021-12-19 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Interlayer coupling and gate-tunable excitons in transition metal dichalcogenide heterostructures
双层范德华（vdW）异质结构如MoS 2/WS 2和MoSe 2/WSe 2最近引起了人们的广泛关注，特别是因为它们的II型能带排列和层间激子作为最低能量激子态的形成。在这项工作中，我们计算了这种异质结构的电子和光学性质的第一性原理GW+Bethe-Salpeter方程（BSE）方法，揭示了层间耦合在决定激发态性质，包括能带排列和激子性质的重要作用。计算表明，由于层间耦合，低能激子可以通过垂直栅场进行宽范围的调谐。特别地，在这些双层异质结构中的最低能量激子的偶极振子强度和辐射寿命在实际的外部栅极场内变化超过一个数量级。我们还建立了一个简单的模型，捕捉背后的可调谐性的基本物理，并允许扩展的从头计算结果的大范围的电场。我们的工作阐明了双层vdW异质结构中层间激子的物理图像，并预测了二维光电子器件的宽范围的门可调激发态特性。
2017-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Theory and Ab Initio Computation of the Anisotropic Light Emission in Monolayer Transition Metal Dichalcogenides
过渡金属二硫属化合物（TMDC）是一种直接带隙半导体材料，具有独特的发光潜力。然而，它们的光致发光（PL）还没有完全被理解。我们计算了单层TMDC中的辐射复合率作为光子发射方向和偏振的函数，并使用从头算Bethe-Salpeter方程获得了不同激发情况下PL的极坐标图。我们发现，激子在量子叠加态的K和K'不等谷发光各向异性复合后。我们的结果可以解释最近实验中测得的PL各向异性和偏振依赖性，并预测新的发光机制。当平均超过发射角和激子动量，我们的新的治疗恢复的温度依赖的辐射寿命，我们以前得到的。我们的工作提供了一个第一性原理的方法来研究二维材料中的光发射。
2018-02-07 cond-mat.mtrl-sci
Possible Verification of Tilted Anisotropic Dirac Cone in α-(BEDT-TTF)_2 I_3 Using Interlayer Magnetoresistance
本文提出，在准二维有机化合物α-（BEDT-TTF）_2I_3中实现的层状狄拉克费米子系统中，利用层间磁电阻效应可以验证倾斜各向异性狄拉克锥的存在.利用解析的朗道能级波函数并假设电子局域隧穿，导出了理论公式。结果表明，当狄拉克锥的费米速度各向异性较小时，电阻率沿倾斜方向取最大值。描述了确定倾斜和各向异性参数的过程。
2009-01-26 cond-mat.mtrl-sci
Exciton fine structure in twisted transition metal dichalcogenide heterostructures
过渡金属二硫属化物（TMD）异质结构的莫尔超晶格中存在丰富的激子现象，这些现象与层间扭曲角和所涉及的量子态的诱导变化有关。这种系统中激子的理论计算通常基于模型莫尔势以减轻计算成本。然而，从头开始理解的电子-空穴耦合主导的激发是至关重要的，以实现扭曲诱导的光学选择规则的修改。本文利用多体微扰理论计算和分析了扭曲TMD异质结构中扭曲角与激子性质的关系。我们提出了一个一般的方法来展开激子态从莫尔布里渊区到布里渊区的分离层。将该方法应用于扭曲的MoS $_2$ /MoSe $_2$双层膜，发现其光激发谱主要由单层膜中不同动量的电子和空穴之间的混合跃迁所控制，导致层间和层内激子之间的非预期的和角度相关的杂化.我们的研究结果提供了一个设计途径，调谐激子层的本地化在TMD异质结作为扭转角的函数。
2022-09-12 cond-mat.mtrl-sci
Light-Matter Interactions in Two-Dimensional Transition Metal Dichalcogenides: Dominant Excitonic Transitions in mono- and few-layer MoX$_2$ and Band Nesting
我们报告了基于Bethe Salpether方程+G $_0$ W $_0$的六个单和双层二硫属钼化合物的介电函数的从头计算，重点是激子跃迁占主导地位的吸收光谱的激发能为3\，eV。我们的计算表明，开关硫族元素原子和层间相互作用的强度应该影响的详细组成的高“C”峰的实验光谱的钼二硫族化物，并导致一个显着的自旋轨道分裂的贡献激子跃迁单层MoSe $_2$和MoTe $_2$。这可以通过沿着硫族元素系列S $\rightarrow$ Se $\rightarrow$ Te的费米能周围的电子色散的变化来解释，该变化沿着布里渊区中的\textit{$Γ$} - \textit{K}线移动二维材料的态密度中的范霍夫奇点。此外，我们确认了不同的层间特性的“\textsl{C}”峰过渡在几层的MoS $_2$，这是预测之前从实验数据，并表明，类似的行为可以预期MoSe $_2$和MoTe $_2$以及。
2016-11-16 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast Exciton Decomposition in Transition Metal Dichalcogenide Heterostructures
该研究针对层状过渡金属二硫族化合物异质结构的激子弛豫问题，提出第一性原理理论方法计算声子诱导激子分解，发现光激发后飞秒尺度内亮态光学活性降低等现象，揭示了此前未被探索的激子弛豫新起点。
2023-08-23 cond-mat.mtrl-sci
Strong Effects of Interlayer Interaction on Valence-Band Splitting in Transition Metal Dichalcogenides
理解过渡金属二硫属化物（TMD）中价带最大值（VBM）分裂的起源是重要的，因为它支配着单层和多层TMD中独特的自旋和谷物理。在这项工作中，我们提出了我们的系统研究VBM分裂（$Δ$）在原子薄的MoS $_2$和WS $_2$通过采用光电流谱，我们改变温度和层数。我们发现单层MoS $_2$和WS $_2$中的VBM分裂强烈依赖于温度，这与自旋轨道耦合单独决定单层TMD中VBM分裂的理论相矛盾。我们还发现，VBM分裂相对于温度的变化率（$m=\frac{\partialΔ}{\partial T}$）是最高的单层（-0.14 meV/K的MoS $_2$），并随着层数的增加（$m ~ 0$ meV/K的5层MoS $_2$）。利用密度泛函理论（DFT）和基于Bethe-Salpeter方程的GW（GW-BSE）计算方法，研究了不同层间距的双层MoS $_2$的电子能带结构和光吸收特性.我们的模拟结果与实验观察一致，并表明原子级薄单层和多层TMD中VBM分裂的温度依赖性源于相邻层之间的层间耦合强度的变化。通过研究两种不同类型的TMD和许多不同的层厚度，我们还表明，VBM分裂也取决于层数和过渡金属的类型。我们的研究将有助于理解自旋轨道耦合和层间相互作用在确定量子材料中的VBM分裂中所起的作用，并开发基于自旋轨道相互作用的下一代器件。
2022-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable magnetism in bilayer transition metal dichalcogenides
该研究通过密度泛函理论计算发现，扭转和层间距变化可调控双层1T-VX₂的磁态，扭转结构的相变临界压力更低，为构建可调二维磁体提供了简便方法。
2024-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Prevalence of oxygen defects in an in-plane anisotropic transition metal dichalcogenide
半导体中的原子尺度缺陷使其技术应用和实现新的量子态成为可能。使用扫描隧道显微镜和光谱补充从头计算，我们确定的各向异性范德华层状半导体ReS $_2$中的缺陷的性质。我们展示了平面内的各向异性的晶格直接可视化链的原子形成钻石形的集群。利用扫描隧道能谱，我们测量了半导体能隙的态密度。我们揭示了晶格缺陷的存在，并通过比较它们的地形和光谱签名与从头计算，我们确定它们的起源为氧原子吸收在晶格点缺陷网站。这些结果为半导体过渡金属二硫属化物提供了一个原子尺度的视角，为理解和设计它们的特性铺平了道路。
2020-10-09 cond-mat.mtrl-sci
Topology hierarchy of transition metal dichalcogenides built from quantum spin Hall layers
本文提出由平移堆叠1T'单层构成的2M-TMDs平台，结合角分辨光电子能谱与第一性原理计算揭示其从弱拓扑绝缘体到强拓扑绝缘体的拓扑层级及层间耦合调控机制。
2023-03-13 cond-mat.mtrl-sci
Band alignment and interlayer hybridisation in transition metal dichalcogenide/hexagonal boron nitride heterostructures
在范德华异质结构中，层间能带的相对排列以及由此产生的能带杂化是决定一系列电子性质的关键因素。这项工作研究这些影响的异质结构的过渡金属二硫属化物（TMD）和六方氮化硼（hBN），一个无处不在的组合作为封装材料的hBN的作用。通过与实验的角度分辨光电子能谱（ARPES）的结果进行比较的密度泛函计算的结果，我们探讨的TMD和hBN层的价态之间的杂化，并表明，它引入了避免TMD和hBN带之间的交叉点，与umklapp过程打开“鬼”避免在个别频带的交叉点。MoSe $_2$ /hBN异质结构的DFT和ARPES谱之间的比较表明，与DFT相比，实验中MoSe $_2$和hBN的价带在能量上显著进一步分离。然后，我们表明，一种新的bandwidth运营商可以应用到hBN价态的DFT计算，校正的频带对齐，并使定量比较ARPES，解释避免交叉和其他功能的带可见性的ARPES光谱。
2022-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Polytypism and Unexpected Strong Interlayer Coupling of two-Dimensional Layered ReS2
各向异性二维范德瓦尔斯层状材料比各向同性二维材料多了一个维度来调节材料的性质，具有重要的科学意义和潜在的应用前景。层间vdW耦合通过改变堆叠顺序来确定2D多层材料的性质。作为一种重要的代表性二维各向异性材料，多层ReS 2材料被认为是无规堆叠的，层间没有耦合。本文通过超低频和高频拉曼光谱、光致发光光谱和第一性原理密度泛函理论计算，证明了N层（NL，N>1）ReS 2的两种稳定的堆垛阶（aa和a-b）。在aa-堆叠的NL-ReS 2中观察到两种层间剪切模式，而在a-b-堆叠的NL-ReS 2中仅出现一种层间剪切模式，这表明aa-和a-b-堆叠的NL-ReS 2分别具有各向异性和各向同性堆叠顺序。层间剪切和呼吸模式的频率揭示了aa-和a-b-NL-ReS 2中出乎意料的强层间耦合，其力常数是多层MoS 2的55-90%。在多层ReS 2中观察到的强层间耦合和多型性激发了未来对其他二维各向异性材料的结构，电子和光学性质的研究。
2015-12-30 cond-mat.mtrl-sci
Carrier-coupled ultrafast structural dynamics and interlayer energy transport of supported transition metal dichalcogenide heterostructures
University of Houston（休斯顿大学）；Nanjing University（南京大学）
利用反射超快电子衍射直接观测支撑MoS2/WS2双层异质结构及其单层的光致面外结构动力学，揭示了层间电荷转移引发的载体耦合层内原子运动，并报告了不同能量流路径及热边界电导。
2026-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interlayer Coupling Driven Correlated and Charge-Ordered Electronic States in a Transition Metal Dichalcogenide Superlattice
Wuhan University（武汉大学）；Hubei University（湖北大学）；Hunan University（湖南大学）；ShanghaiTech University（上海科技大学）；University of Oxford（牛津大学）；Institute of Physics, Chinese Academy of Science（中国科学院物理研究所）；Nanjing University（南京大学）；Wuhan Institute of Quantum Technology（武汉量子技术研究院）
通过角分辨光电子能谱直接观测4Hb-TaS_2超晶格中的层间耦合效应，发现Umklapp散射导致的费米面折叠、Kondo-like峰以及层间电荷转移诱导的不同电荷序，调和了Kondo与Mott-Hubbard模型之争。
2026-05-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Kolmogorov-Crespi Potential For Multilayer Transition Metal Dichalcogenides: Capturing Structural Transformations In Moiré Superlattices
本文建立了层间Kolmogorov-Crespi（KC）势参数，研究了四种过渡金属二硫属化合物（TMD）：MoS $_2$，WS $_2$，MoSe $_2$和WSe $_2$的结构特征.我们还提出了一个混合规则，以扩大其异质结构的参数。最近的研究表明，双层扭曲微结构的莫尔超晶格在靠近价带边缘处存在剪切孤子、拓扑点缺陷和超平带。在DFT水平上进行结构弛豫是研究这些系统的主要瓶颈。我们表明，参数化KC势可以用来获得原子弛豫与DFT弛豫很好的协议。此外，使用DFT和所提出的力场松弛的莫尔超晶格产生非常相似的电子能带结构。
2019-03-24 cond-mat.mtrl-sci
Vibrational and dielectric properties of monolayer transition metal dichalcogenides
二维过渡金属二硫属化合物的第一性原理研究对理解它们的介电、光学、弹性和振动性质有很大贡献。迄今为止，大多数作品都集中在单一的材料或物理属性上。在这里，我们使用一个单一的第一性原理方法论的整个家庭的系统，深入研究不同的物理性质之间的关系，潜在的对称性和这些材料的组成，并观察趋势。我们比较散装同行显示强的层间效应在三斜化合物。以前未观察到的这些单层化合物之间的关系变得明显。然后，这些趋势可以被材料科学、纳米科学和化学社区利用，以更好地设计用于特定功能的器件和异质结构。
2019-03-25 cond-mat.mtrl-sci
Deciphering the Intense Post-Gap Absorptions of Monolayer Transition Metal Dichalcogenides
过渡金属二硫属化合物（TMDC）是一个具有迷人光学物理性质的体系，其丰富的谷电子和各种缺陷诱导或层间预带隙激子已被广泛研究。然而，带隙以上更强的高能吸收峰（~ 3 eV）长期被忽视，其潜在的物理起源仍有待揭示。在这里，我们采用动量分辨电子能量损失谱测量的谷激子和强烈的高能量峰在有限动量的色散行为。结合精确的Bethe Salpeter方程计算，发现二硫族钨化合物中的高能量宽吸收峰和A激子的自旋极化是由Q谷和KM中点处的非带套跃迁引起的，而二硫族钼化合物中的带套跃迁机制则相反.我们的实验-理论联合研究将为基于TMDC的光电子器件中强高能激子的物理起源和操纵提供见解。
2021-04-01 cond-mat.mtrl-sci
Phonon and Raman scattering of two-dimensional transition metal dichalcogenides from monolayer, multilayer to bulk material
二维（2D）过渡金属二硫属化物（TMD）纳米片具有显著的电学和光学性质。具有代表性的MoS $_2$、WS $_2$、WSe $_2$和MoSe $_2$ TMD的2D特征、相当大的带隙以及在合成、表征和器件制造方面的最新进展使得TMD在纳米电子学和光电子学中非常有吸引力。与石墨和石墨烯类似，2D TMD中每层内的原子通过共价键连接在一起，而范德华相互作用将层保持在一起。这使得2D TMD的物理和化学性质依赖于层。在这篇综述中，我们讨论了单层，多层和体TMD的基本晶格振动，包括高频光学声子，层间剪切和层呼吸声子，拉曼选择规则，声子的层数演化，多重声子副本，以及在布里渊区边缘的声子。拉曼光谱的广泛的能力，在调查的TMD的属性进行了讨论，如层间耦合，自旋轨道分裂，和外部扰动。层间振动模式用于快速和无衬底表征多层TMD的层数和探测TMD异质结构中的界面耦合。拉曼光谱在研究TMD纳米片方面的成功为其他二维晶体和相关范德华异质结构的实验铺平了道路。
2015-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Sliding properties of Transition Metal Dichalcogenide bilayers
本研究利用密度泛函理论（DFT）对多种过渡金属二硫化物（TMDs）双层的滑动特性开展第一性原理研究，揭示其层间相互作用、波纹度等特性与滑动阻力的关联，为TMDs作为固体润滑剂的应用提供理论依据。
2025-11-11 cond-mat.mtrl-sci
Charge-separated electron-hole liquid in transition metal dichalcogenide heterostructures
被认为是基于过渡金属二硫属化物的单层（双层）的II型异质结构中的电子空穴液体的形成的可能性。它表明，额外的山谷中的导带，这是存在于双层，需要其观察。用变分法求出了层间激子的结合能。给出了电子-空穴液体复合线形状的解析公式。
2022-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Imaging dynamic exciton interactions and coupling in transition metal dichalcogenides
过渡金属二硫属化合物（TMD）被认为是量子信息科学和相关器件应用的一个可能的材料平台。在TMD单分子膜中，退相时间和不均匀性是任何量子信息应用的关键参数。在TMD异质结构中，耦合强度和层间激子寿命也是感兴趣的参数。然而，TMD中的许多演示只能在示例的特定位置实现，这对这些应用程序的可伸缩性提出了挑战。在这里，使用多维相干成像光谱（MDCIS），我们揭示了潜在的物理-包括退相，不均匀性和应变-的MoSe $_2$单层，并确定有前途的和不利的领域量子信息应用。我们还将相同的技术应用于MoSe $_2$ /WSe $_2$异质结构。尽管应变和介电环境变化的显着存在，相干和非相干耦合，以及层间激子寿命大多是强大的整个样品。尽管层间激子光致发光分布明显不均匀，但这种均匀性表明器件应用的样品不好。这种稳健性增强了TMD作为量子信息科学及其他领域的下一代材料平台的理由。
2022-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Splitting of interlayer shear modes and photon energy dependent anisotropic Raman response in $N$-layer ReSe$_2$ and ReS$_2$
利用超低频显微拉曼光谱研究了$N$ -层间二硒化物（ReSe $_2$）和二硫化硒化物（ReS $_2$）的层间声子模.这些过渡金属二硫属化物表现出稳定的畸变八面体（1 T '）相，具有显著的面内各向异性，导致（面内）层剪切模式的相当大的分裂。与层间剪切模式和（面外）层间呼吸模式的测量频率相关联的扇形图由有限线性链模型完美地描述，并允许确定层间力常数。对于ReSe $_2$和ReS $_2$发现几乎相同的值。后者明显小于石墨和三棱柱中报道的层间力常数，但在同一数量级上（2 Hc）过渡金属二硫属化物（例如MoS $_2$，MoSe $_2$，MoTe $_2$、WS $_2$、WSe $_2$），证明了范德华相互作用在$N$层ReSe $_2$和ReS $_2$。面内各向异性导致所有拉曼模式的强度的复杂角度依赖性，其可以凭经验用于确定晶体取向。然而，我们也证明了拉曼响应的角度依赖性极大地依赖于入射光子能量，从而揭示了ReSe $_2$和ReS $_2$中共振激子-声子耦合的重要性。
2016-02-09 cond-mat.mes-hall 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
Ferroelectric metals in 1T/1T'-phase transition metal dichalcogenide MTe2 bilayers (M = Pt, Pd, and Ni)
本文构建了MTe2（M = Pt、Pd、Ni）π双层结构，证明其为铁电金属，揭示层间滑移可实现极化翻转、层间电荷转移是极化和金属性的共同来源，并发现电子掺杂可显著调控垂直极化。
2023-09-23 cond-mat.mtrl-sci
Understanding the Effects of Dielectric Property, Separation Distance, and Band Alignment on Interlayer Excitons in 2D Hybrid MoS2/WSe2 Heterostructures
过渡金属二硫属化物（TMDC）半导体的二维范德华异质结显示了一类具有特殊性质的空间分离激子。层间激子（XI）已被广泛研究，但调制XI的机制仍然没有很好地理解。在这里，我们介绍了几个有机层嵌入的混合异质结，二硫化钼/有机/WSe 2，研究的结合能XI。我们发现，准粒子的介电屏蔽减少与有机分子由于降低介电常数和更大的TMDC层之间的分离距离。因此，在层间发射中观察到明显的蓝移。我们还发现，在异质界面的能带排列是至关重要的。当有机层提供交错能态时，层间电荷转移可以从隧穿转变为带辅助转移，由于更强的偶极相互作用而进一步增加XI发射能量。XI的形成也可以用电子或空穴捕获分子显著抑制。这些发现应该是有用的，在实现基于XI的光电子学。
2021-02-27 cond-mat.mtrl-sci
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
Bethe-Slater-curve-like behavior and interlayer spin-exchange coupling mechanisms in two-dimensional magnetic bilayers
层状磁体近年来受到了广泛的关注，然而，其层间自旋交换耦合机制尚未得到揭示。在这里，我们报告了一个Bethe-Slater曲线（BSC）的行为在9个过渡金属二硫属化物双层（MX 2，M=V，Cr，Mn; X=S，Se，Te）和建立层间自旋交换耦合机制，在其范德华间隙使用第一性原理计算。类似于BSC的行为提供了依赖于距离的层间反铁磁（AFM）到铁磁（FM）转变。这一现象的解释与自旋交换耦合机制建立双层CrSe 2作为原型在这项工作中。来自两个相邻界面Se子层的Se pz波函数在层间区域重叠。该区域的自旋取向决定了层间磁耦合。在较短的层间距离，泡利排斥在重叠区域占主导地位，从而有利于反平行取向的自旋，导致层间AFM。对于较长的距离，极化电子在双层中的动能增益平衡了泡利排斥，因此双层更倾向于层间FM状态。因此，AFM-FM转变是泡利排斥和库仑排斥以及动能增益相互竞争的结果。所有这些结果开辟了一条新的路线，以调整层间磁性和揭示的自旋交换耦合机制是最重要的补充，以前建立的。
2020-06-12 cond-mat.mtrl-sci
Layer dependent electronic structure changes in transition metal dichalcogenides- The microscopic origin
本研究针对过渡金属二硫族化合物带隙随厚度变化与范德华作用主导的矛盾，通过紧束缚模型量化分析，证实其电子结构变化仅由层间跃迁相互作用主导，马德隆势相关效应可忽略。
2021-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-Orbit Coupling in Transition Metal Dichalcogenide Heterobilayer Flat Bands
过渡金属二硫属化物（TMD）异质双层膜中的价平带表现出很强的层内自旋-轨道耦合。这反映在一个简单的紧束缚模型与自旋相关的复杂跳跃的基础上的连续模型。垂直电场引起层间杂化，使得有效模型等效于拓扑绝缘体的Kane-Mele模型。所提出的模型可以作为一个起点，以了解相互作用和实验观察到的拓扑相位。
2021-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Variant Plateau Law in Atomically Thin Transition Metal Dichalcogenide Dome Networks
自从它从肥皂泡的基础开始，高原定律引发了广泛的研究平衡状态。然而，大多数研究主要依赖于液体，泡沫或蜂窝结构，而其适用性还有待于探索在纳米级固体薄膜。在这里，我们观察到一个变体高原法律在网络的原子薄圆顶制成的固体二维（2D）过渡金属dichalcogenides（TMD）。从实验和理论上得到了不同TMD层中凸起圆顶的离散层间范德华相互作用能。显着的表面张力的差异，从层依赖vdw相互作用能体现在这个基本定律的一个变体。同时，TMD薄膜优异的力学性能、气体不渗透性和层间vdWs相互作用能使圆顶和网络能够承受高气压，并以一种根本不同的性质存在数年。我们的研究结果铺平了道路，探索不同的离散状态与应用在光机电设备。
2023-02-13 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
Ab initio study of anisotropic mechanical and electronic properties of strained carbon-nitride nanosheet with interlayer bonding
由于IV族和V族元素单分子膜在结构上的相似性以及在元素周期表中的相邻性，IV族和V族元素的组合能否形成稳定的纳米片结构并具有良好的性能引起了人们的极大兴趣。在这项工作中，我们进行了第一性原理模拟研究的弹性，振动和电子性质的氮化碳（CN）纳米片在起皱的蜂窝结构与共价层间键合。已经证明，CN纳米片的结构稳定性基本上由相对原子层中相邻碳原子之间的强层间\so \键合维持。一个负的泊松比在双轴变形下的面外方向，和极端的面内刚度的CN纳米片，仅略逊于单层石墨烯，被揭示。此外，CN纳米片的拉伸应变的高度各向异性的机械和电子响应进行了探索。
2021-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Trapping Interlayer Excitons in van der Waals Heterostructures by Potential Arrays
过渡金属二硫属化物异质结构可以容纳层间激子（IX），其由在不同层中空间分离的电子和空穴组成。IX拥有永久偶极子，并已被证明提供了丰富的新颖物理学。我们开发了一个离散的，随机行走模型，其中包括湮灭和IX之间的排斥相互作用。利用这个模型，我们模拟了不同深度、密度和形状的陷阱中IX的捕获。我们的研究结果表明，偶极-偶极相互作用在调节IX捕获中起着重要的作用。偶极相互作用的影响可以用小而深的陷阱来减轻，这些陷阱可以用原子缺陷和莫尔势来实现。
2021-07-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast Spin Injection in Graphene via Dynamical Carrier Filtering at Transition Metal Dichalcogenide Interfaces
Kansai Institute for Photon Science, National Institutes for Quantum Science and Technology (QST)（光子科学关西研究所，量子科学技术研究开发机构）；Department of Nuclear Engineering and Management, Graduate School of Engineering, The University of Tokyo（东京大学大学院工学系研究科核工程与管理学专业）
研究通过时域密度泛函理论分析了在圆极化激光照射下WSe₂-石墨烯异质双层中超快自旋注入机制，发现自旋注入并非被动过程，而是由界面的自旋选择性载流子过滤驱动，导致石墨烯中净自旋磁化。
2025-09-10 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
Continuum model study of optical absorption by hybridized moiré excitons in transition metal dichalcogenide heterobilayers
提出研究过渡金属硫族化物异质双层杂化莫尔激子的连续介质模型，利用变分法求解激子波函数并计算光学吸收谱，模拟结果与实验观测相符。
2023-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interfacial ferroelectricity in rhombohedral-stacked bilayer transition metal dichalcogenides
范德华（vdW）材料通过允许各个层以非平衡配置堆叠（例如通过控制扭转角），极大地扩展了异质结构的设计空间。这样的异质结构不仅结合了单个结构单元的特征，而且还可以通过层间相互作用表现出母体化合物中不存在的新兴物理性质。在这里，我们报告了一个新的家庭的紧急，纳米厚，半导体二维铁电体，其中个别成分是充分研究的非铁电单层过渡金属二硫属化物（TMD），即WSe2，MoSe2，WS2和MoS2。通过平行堆叠两个相同的单层TMD，我们获得电可切换的菱形堆叠配置，与平面外的极化，翻转的平面内滑动运动。制造接近平行的堆叠双层，使莫尔铁电畴的可视化，以及电场诱导的畴壁运动与压电力显微镜（PFM）。此外，通过使用附近的石墨烯电子传感器的铁电场晶体管的几何形状，我们量化的铁电内置层间电位，在良好的协议与第一性原理计算。这四种新的TMD的新颖的半导体铁电性质开辟了研究铁电性和它们丰富的电学和光学性质之间的相互作用的可能性。
2021-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ab-initio study of the energy competition between Γand K valleys in bilayer transition metal dichalcogenides
通过从头计算研究双层过渡金属二硫化物中Γ谷和K谷的能量竞争，揭示层间距离和d轨道相关性对莫尔子带物理的影响。
2023-10-30 cond-mat.mtrl-sci
Unoccupied bands in the molybdenum dichalcogenides MoS$_2$, MoSe$_2$, and MoTe$_2$
本研究通过角分辨反射电子能谱测定三种钼基过渡金属二硫族化合物的IV谱，结合理论对比揭示层间共振的硫族原子未占据d态主导特性，为相关电子发射过程研究提供关键依据。
2025-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of anisotropic interlayer Raman modes in few-layer ReS2
ReS $_2$最近作为快速增长的二维材料家族的新成员出现。与MoS $_2$或WSe $_2$不同，由于晶体的对称性降低，ReS $_2$的光学和电学性质不是各向同性的。在这里，我们在超低频范围内对ReS $_2$样品进行了与层相关的拉曼测量，范围从单层到十层。我们观察层呼吸和剪切模式，允许容易分配的层数。偏振相关的测量提供了进一步的洞察到晶体结构，并揭示了一个充满活力的位移的剪切模式，这源于在这种材料的剪切模量的面内各向异性。
2015-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Accurate force-field methodology capturing atomic reconstructions in transition metal dichalcogenide moiré systems
提出一种结合 Stillinger-Weber 与 Kolmogorov-Crespi 势的广义力场方法，可精确弛豫大型 TMD 莫尔双层，并提取层间莫尔势、结合能及小扭转角原子重构。
2023-06-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interplay of interlayer distance and in-plane lattice relaxations in encapsulated twisted bilayers
Moscow Center for Advanced Studies（莫斯科高级研究中心）；Kotelnikov Institute of Radio-engineering and Electronics of the RAS（俄罗斯科学院科特利尼科夫无线电工程与电子研究所）
研究揭示了封装材料界面刚性对扭曲双层中晶格松弛转变临界扭角的影响，并通过参数调节实现与实验结果的一致性。
2025-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Field-induced intermediate ordered phase and anisotropic interlayer interactions in $α$-RuCl$_3$
在$α$ $_3$中，在蜂窝状平面内施加的外部磁场可以诱导从磁有序状态到无序状态的转变，这可能与Kitaev量子自旋液体有关.在零磁场下，具有最小层错的单晶体呈现面内锯齿形反铁磁有序的低温态，在垂直于蜂窝面的方向上呈现三层周期性。在这里，我们提出了角度依赖的磁化强度，交流磁化率，和热输运数据，证明了存在一个额外的中间场有序状态的领域低于过渡到无序相。中子衍射结果表明，该相的磁结构在垂直于蜂窝面的方向上具有六层周期性。理论上，中间有序相可以通过在三维自旋模型中包括层之间的自旋各向异性耦合来解释。总之，这证明了$α$ $_3$中层间交换相互作用的重要性.
2021-02-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Charge versus energy transfer in atomically-thin graphene-transition metal dichalcogenide van der Waals heterostructures
范德华异质结是由二维材料堆叠而成的，具有独特的光-物质相互作用，有望成为新型光电子器件。这种器件的性能由近场耦合控制，例如，层间电荷和/或能量转移。需要新的概念和实验方法来正确地描述二维异质界面。在这里，我们报告层间电荷和能量转移原子薄金属（石墨烯）/半导体（过渡金属二硫属化物（TMD，这里MoSe $_2$））异质结构使用光致发光和拉曼散射光谱的组合。石墨烯/MoSe $_2$中的光致发光强度被猝灭超过两个数量级，并且随着光子通量线性上升，表明室温MoSe $_2$激子寿命急剧缩短（$\sim 1~\tr{ps}$）。通过对石墨烯和MoSe $_2$拉曼模式的分析，提供了关键的补充见解，其揭示了从MoSe $_2$到石墨烯的净光诱导电子转移和MoSe $_2$中的空穴积累。值得注意的是，石墨烯的稳态费米能在狄拉克点以上的$290\pm 15~\tr{meV}$处饱和。在环境空气和真空中观察到这种行为，并讨论了频带偏移和环境影响。在这种饱和状态下，电子和空穴的平衡光诱导流动可以转移到石墨烯，这是一种有效地导致能量转移的机制。使用宽范围的光子通量和不同的环境条件下，我们发现，净光致电荷转移的存在下，石墨烯/MoSe $_2$的近统一的光致发光猝灭效率没有可测量的影响。这种相关性的缺乏强烈表明，能量转移到石墨烯是原子级薄的TMD和石墨烯之间的主要层间耦合机制。
2017-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Delving into the anisotropic interlayer exchange in bilayer CrI$_3$
本文结合密度泛函理论与哈密顿量建模，以 μeV 精度计算双层 CrI$_3$ 的层间 DMI 和 Kitaev 相互作用，揭示其堆叠依赖性及碘原子介导 DMI 的高效机制，为二维半导体磁性双层中的手性自旋调控提供新途径。
2023-05-25 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
