Resolving the interfacial mechanical landscape of monolayer NbSe2 grown by confined epitaxy
Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学）
该研究借助AI辅助DFT计算，揭示限域外延生长的单层NbSe2的界面力学特征，发现界面力学可解释限域外延的成功，为高质量材料合成提供新方向。
2026-10-09 cond-mat.mtrl-sci
Monolayer 1T-NbSe2 as a 2D correlated magnetic insulator
单层V族过渡金属二硫属化物在其1 T相最近出现作为一个平台，以研究丰富的物质相，如自旋液体和铁磁性，导致强电子相关。虽然1 T相NbSe 2不会自然地以块体形式出现，但是已经发现，当通过分子束外延（MBE）生长单层NbSe 2时，1 T和1H相可以共存。这一发现激发了理论研究，预测集体现象，如二维铁磁性。在这里，通过控制MBE生长参数，我们证明了单相1 T-NbSe 2的成功生长。通过结合扫描隧道显微镜/光谱和从头计算，我们表明，该系统是一个电荷转移绝缘体，与上哈伯德带位于价带最大值以上。此外，通过创建一个垂直的1 T/2 H NbSe 2异质结，我们发现的证据之间的交换相互作用的本地磁矩在1 T相和金属/超导相，表现为近藤共振和Yu-Shiba-Rusinov束缚态。
2021-03-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetism between magnetic adatoms on monolayer NbSe$_2$
本研究通过第一性原理计算发现单层NbSe₂上四种过渡金属吸附原子的磁耦合符合阻尼RKKY相互作用，且磁性对外界扰动鲁棒，为探索磁性与超导的相互作用及新型超导工程提供了研究基础。
2022-05-24 cond-mat.mtrl-sci
First principles calculations of the electronic properties of O- and O2-NbSe2 complexes
目的：我们研究了单层二硒化铌（NbSe 2）上的O和O2的相互作用，使用量子Espresso 6.7中的第一性原理计算提供有关复合物的电子性质的理论预测。众所周知，考虑原始纳米材料（如NbSe 2）中的杂质非常重要，因为它可以改变其某些特性。方法：本文对O-和O_2-NbSe_2配合物的电子密度和电子结构进行了拓扑分析和计算。电荷密度差（CDD）和Bader电荷分析表明，O和O2作为氧化剂和积累的电子电荷从NbSe 2。结果：配合物的电子性质计算表明，NbSe 2在吸附O和O2后仍保持其金属性质。净电荷转移的计算表明，原子和分子氧积累了电子电荷，而NbSe 2耗尽了电子电荷。这些结果显示了定制NbSe 2的电子性质的可能性。结论：O和O2与单层NbSe 2的相互作用引起电荷重新分布，同时保持NbSe 2的金属性。在所有情况下，结果与已建立的工作一致，这些工作显示了改变NbSe 2的电子性质的可能性，这可能在纳米技术和其他纳米电子相关器件中开辟一些潜在的应用。
2022-02-12 cond-mat.mtrl-sci
Probing charge order of monolayer NbSe$_2$ within a bulk crystal
本研究利用 SnSe 间隔层隔开 NbSe$_2$ 单层的失配晶体，解决了单层环境解耦难题，证实了单层 NbSe$_2$ 的电荷密度波转变温度有近六倍的增强，揭示了维度对电荷序形成的深刻影响。
2023-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dichotomy of saddle points in energy bands of a monolayer NbSe$_2$
我们从理论上表明，两个独特的自旋织构表现出自己周围的鞍点的能带在单层NbSe $_2$下的外部栅极电位。当所有鞍点的态密度在几何上发散时，在带边界处的态密度显示出风车形的自旋织构，而其他的则显示出单向的自旋取向。基于最小但本质的紧束缚近似再现第一性原理计算结果，我们为每个鞍点建立了不同的有效Rashba哈密顿量，实现了依赖于动量的独特自旋织构.单层NbSe $_2$中鞍点的能量位置被门电位很好地控制，因此它可能是一个原型系统，用来测试由发散态密度和它们的低维自旋织构所引发的各种集体现象之间的竞争.
2021-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mott insulator tuning via structural distortion in monolayer 1T-NbSe2
1 T-TaS_2中的Mott态是量子自旋液体的母体。然而，由于层间耦合的复杂性，其绝缘机制存在争议。在这里，我们研究的莫特状态在单层1 T-NbSe 2，电子类比TaS 2免除层间耦合，使用光谱成像扫描隧道显微镜和第一性原理计算。单层NbSe 2令人惊讶地显示出两种类型的具有不同莫特间隙尺寸的大卫之星（SD）图案，其通过温度变化是可相互转换的。而1 T-NbSe_2双层膜则表现出层间耦合的Mott塌缩。我们的计算揭示了这两种类型的SD具有不同的结构扭曲，改变了有效的库仑能量的中心Nb轨道。我们的计算表明，莫特间隙，用于确定QSL制度相同的参数，是可调的应变。这一发现提供了一个通用的策略，通过结构扭曲，这可能是调整到潜在的QSL制度在1 T-NbSe 2和相关系统中操纵莫特状态。
2021-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Coexisting charge density waves in twisted bilayer NbSe2
本研究利用第一性原理计算发现扭曲双层NbSe2基态中共存多种电荷密度波，为理解低温超导性提供了新起点。
2024-05-31 cond-mat.mtrl-sci
Machine learning model for efficient nonthermal tuning of the charge density wave in monolayer NbSe$_2$
Ruđer Bošković Institute（鲁德·博什科维奇研究所）；Dipartimento di Scienze Fisiche, Informatiche e Matematiche, Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia（摩德纳和雷焦艾米利亚大学物理、信息和数学科学系）；CNR NANO S3（意大利国家研究委员会纳米S3研究所）；Inorganic Chemistry Laboratory, Department of Chemistry, University of Oxford（牛津大学化学系无机化学实验室）；Centre for Advanced Laser Techniques, Institute of Physics, Zagreb（萨格勒布物理研究所先进激光技术研究中心）
本研究提出了一种机器学习模型，用于高效非热调控单层NbSe₂中的电荷密度波相图，通过调节电子和离子温度，实现低成本的相变温度估计和非热熔化过程分析。
2025-05-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.comp-ph
Robust charge-density wave strengthened by electron correlations in monolayer 1T-TaSe2 and 1T-NbSe2
低维性和电子关联的结合对于奇特的量子现象如莫特绝缘相和高温超导性是至关重要的。过渡金属二硫属化物（TMD）1 T-TaS 2由于其独特的介电常数和电荷密度波（CDW）而引起了人们极大的兴趣。为了使这种复合相官能化，必须提高CDW-Mott转变温度TCDW-Mott，而这对于TCDW-Mott < 200 K的本体TMD是困难的。在这里，我们报告了一个强耦合的二维CDW-Mott相的转变温度开始为~530 K的单层1 T-TaSe 2。此外，电子相关导出的较低的哈伯德带生存下的外部扰动，如载流子掺杂和光激发，在相反的散装对应。单层TaSe 2的Mott-Hubbard和CDW能隙比NbSe 2的增强，源于晶格畸变的增强的相关性和层间跳跃的消失，表明稳定的可能的CDW-莫特绝缘体相远高于室温。这一结果为实现室温下工作的单层CDW-莫特绝缘体基器件奠定了基础。
2021-10-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Crossover of Ising- to Rashba-Type Superconductivity in Epitaxial Bi2Se3/Monolayer NbSe2 Heterostructures
一个拓扑绝缘体（TI）与一个s波超导体的接口已经被预测拥有一种不寻常的超导形式，称为拓扑超导（TSC）。分子束外延（MBE）是大规模制备TI/超导体异质结的主要方法。虽然已经实现了在s波超导体上生长外延TI膜，但合成原子级薄的TI/超导体异质结构仍然是一个突出的挑战，这对于工程TSC相至关重要。在这里，我们使用分子束外延生长Bi 2Se 3薄膜的单层NbSe 2上的控制厚度，并进行原位角分辨光电子能谱和异位磁输运测量这些Bi 2Se 3/单层NbSe 2异质结。我们发现，在Bi_2Se_3/单层NbSe_2异质结构中，Rashba型体量子阱带和自旋非简并表面态的出现与超导电性的面内上临界磁场的显著抑制相一致.这是从伊辛到拉什巴型超导配对的交叉的签名，通过改变Bi 2Se 3膜厚度引起的。我们的工作开辟了一条新的途径，探索一个强大的TSC相在TI/Ising超导体异质结构。
2022-04-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Electron-phonon coupling and the Coexistence of Superconductivity and Charge-Density Wave in Monolayer NbSe2
单层2 H-NbSe 2最近被证明是一个二维超导体，具有共存的电荷密度波（CDW）。由于这两种现象都与电子-晶格相互作用密切相关，一个自然的问题是超导性和CDW如何通过电子-声子耦合（EPC）相互关联，这对理解二维超导性很重要。本文采用基于第一性原理计算的各向异性Migdal-Eliashberg方法研究了单层NbSe_2在CDW相中的超导电性。通过对EPC的分析，详细研究了超导电性与CDW的竞争与共存机制。结果表明，袋内散射与超导性有关，导致费米面部分区域的超导能隙几乎为常数。袋间散射被认为是负责CDW，导致部分或全部带隙上剩余的费米表面。最近的实验表明，在NbSe_2薄膜中存在着从常规超导向体中双能隙超导的转变，这一转变的根源在于CDW引起的K和K'口袋的费米面能隙。当CDW形成时，声子的位置发生了全面的蓝移，Eliashberg谱也发生了急剧的衰减.
2019-04-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Doped Mott phase and charge correlations in monolayer 1T-NbSe$_2$
本研究在单层1T-NbSe$_2$中实现了掺杂Mott相，发现通过邻近效应电子转移形成的半满与全满格点分布受竞争性非局域多体关联控制，确立了该材料作为探索阻挫晶格中高温关联物理的平台。
2024-03-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strongly enhanced charge-density-wave order in monolayer NbSe$_2$
二维（2D）原子材料具有与其体相对应物非常不同的性质。虽然单粒子电子性质的变化已经被广泛研究，但在精确的2D极限中，多体集体现象的修改仍然是神秘的，在那里相互作用效应被强烈增强。在这里，我们报告了对2D NbSe $_2$的多体集体有序相图的光学和电学输运联合研究。电荷密度波（CDW）和超导相已被观察到下降到单层极限。而超导转变温度（$T_C$）降低，降低层厚度，新观察到的CDW转变温度（$T_{\mathrm{CDW}}$）急剧增加，从33 K的散装到145 K的单层。原子级薄样品中CDW的这种极不寻常的增强可以理解为2D NbSe $_2$中显著增强的电子-声子相互作用的结果，这导致从弱耦合到强耦合极限的交叉。这是由在我们的实验中观察到的集体振幅振动的大蓝移所支持的。
2015-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quasiparticle energy bands and Fermi surfaces of monolayer NbSe$_2$
用第一性原理$GW$方法计算了单层2 H-NbSe $_2$的准粒子能带结构.我们表明，自能校正增加了部分占据带的宽度，并改变其费米面形状时，使用传统的平均场计算方法进行比较。由于三角棱镜单层结构中的反转对称性被破坏，自旋轨道相互作用被包括在内，并讨论了它对费米面和准粒子能带的影响。我们还计算了掺杂依赖的静态磁化率从平均场计算以及$GW$计算得到的能带结构与和没有自旋轨道相互作用。在三带第三近邻跳跃内构建了一个完整的紧束缚模型，并证明该模型可以很好地再现我们的$GW$准粒子能带和费米面。考虑到费米面形状的变化取决于自能修正和自旋轨道相互作用，我们讨论了电荷密度波（CDW）的形成与不同的介电环境和最近有争议的实验结果的CDW转变温度的影响。
2017-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ising superconductivity in monolayer niobium dichalcogenide alloys
NbSe $_{2}$和NbS $_{2}$是同构的二维材料，当降低到单层极限时，它们表现出对比鲜明的超导性质。单层NbSe $_{2}$是一种Ising超导体，而单层NbS $_{2}$的超导性还没有报道。NbS $_{x}$ Se $_{2-x}$合金的超导转变温度与硫含量呈现出有趣的非单调关系，这被解释为分形超导电性的一种表现。然而，关于这一结果的几个关键问题是未知的：（1）合金的电子结构是否与母体化合物不同，（2）已被证明是突出的单层NbSe $_{2}$的自旋波动也存在于合金中？利用第一性原理计算，我们发现NbS $_{x}$ Se $_{2-x}$合金中费米能级的态密度和接近磁性的态密度都比母体化合物降低了，前者会降低相变温度，而后者会提高相变温度，我们还发现在NbSe $_{2}$中可能会形成大浓度的Se空位，这可能是磁对断裂缺陷.基于我们的结果，我们提出了NbSPDMATHABMN Se $_{2-x}$合金超导转变温度非单调行为的另一种解释，它不需要多重分形的猜想.
2021-08-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Emergent ferromagnetism in the NiI$_2$-NbSe$_2$ van der Waals heterostructure
Aalto University（阿尔托大学）
研究单层NiI₂靠近超导NbSe₂衬底时磁基态的变化，利用低温STM和STS，发现金属衬底使NiI₂交换作用重整化并驱动其进入铁磁基态，确立YSR态为二维磁性原位探针，证明衬底工程可控制原子级薄材料磁序。
2026-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ising and XY paramagnons in two-dimensional 2H-NbSe$_2$
副磁振子是控制近磁性导体自旋响应的集体模式。在某些情况下，它们介导电子配对，导致超导性。这种情况可能发生在2 H-NbSe $_2$单层中，其特征在于由于自旋-轨道相互作用的自旋-谷耦合以及它们缺乏反转对称性。在这里，我们探讨顺磁子的自旋各向异性的非中心对称凯恩梅勒哈伯德模型的2 H-NbSe $_2$单分子膜与DFT推导的紧束缚模型描述。在无限波长的限制，我们发现空间均匀的顺磁子的能量约$1$ ~meV，具有巨大的离面单轴磁各向异性，淬火横向自旋响应。在有限的波矢量，纵向和横向通道颠倒的角色：XY波动占主导地位的布里渊区的重要部分。结果表明，2 H-NbSe $_2$接近于库仑驱动的平面内（XY）自旋密度波不稳定性.
2022-03-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Orbital selective Mott transition and magnetic moment in charge density wave heterostructures NbSe$_2/$Ta$X_2$
本文通过第一性原理与 MO-DMFT 计算，研究了 NbSe$_2$/TaS$_2$ 和 NbSe$_2$/TaSe$_2$ 电荷密度波异质结，发现前者存在非零磁矩、显著动力学修正及轨道选择性莫特转变，后者则无磁矩且动力学效应极小。
2024-10-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Atomically sharp 1D interfaces in 2D lateral heterostructures of VSe$_2$-NbSe$_2$ monolayers
本文提出一锅两步分子束侧向外延方法，成功合成具有原子级尖锐界面的1T-VSe$_2$-1H-NbSe$_2$单层侧向异质结，发现界面处存在额外电子态与近藤共振特征，为研究人工量子材料提供新平台。
2024-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain-Induced Charge Density Waves with Emergent Topological States in Monolayer NbSe2
本研究通过第一性原理建模发现，约1%的双轴拉伸应变可使单层1H-NbSe₂出现两种能量更优的2×2电荷密度波相，且这些相应变诱导产生多种非平庸拓扑态，为在拓扑平庸材料中设计可调鲁棒拓扑态提供了新途径。
2025-05-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electron-phonon coupling and phonon dynamics in single-layer NbSe$_2$ on graphene: the role of moiré phonons
本研究利用氦原子散射对比研究了双层石墨烯上单层与块体NbSe₂的结构、声子动力学及电声耦合，发现莫尔声子对单层电声耦合有显著贡献，揭示了衬底对二维超导体电子相互作用的调控作用。
2025-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Revealing the two-dimensional electronic structure and anisotropic superconductivity in a natural van der Waals superlattice (PbSe)$_{1.14}$NbSe$_2$
本研究针对天然范德华超晶格(PbSe)$_{1.14}$NbSe₂开展实验，揭示其高于单层NbSe₂的各向异性超导性、二维电子结构与强自旋轨道耦合特征，证明天然范德华超晶格是获取新奇材料特性的有效路径。
2023-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Gate tuning of electronic phase transitions in two-dimensional NbSe$_2$
最近的实验进展在原子薄的过渡金属二硫属化物（TMD）金属已经揭示了一系列有趣的现象，包括电荷密度波（CDW）秩序和超导性的共存下到单层极限。二维（2D）TMD金属的原子厚度也开辟了通过静电门控控制这些电子相变的可能性。在这里，我们展示了可逆的超导电性和CDW秩序的模型2D TMD金属NbSe $_2$的离子液体门。已经观察到的超导转变温度的变化高达~ 50%，伴随着CDW顺序的相关演变。我们发现，在二维NbSe $_2$超导和CDW相变的掺杂依赖性可以理解的变化引起的电子-声子耦合强度的栅极调制的载流子密度和费米面附近的电子态密度。
2016-04-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Morphology Control of Epitaxial Monolayer Transition Metal Dichalcogenides
为了推进过渡金属二硫属化物（TMD）单层膜的基本理解和最终应用，必须开发合成高质量单层样品的能力。然而，分子束外延（MBE），一种用于制造常规半导体的最高质量外延膜的领先技术，当应用于单层TMD的范德华生长时，通常仅产生小晶粒尺寸和次优形态。在这里，我们提出了一个系统的研究吸附原子的迁移率，生长速率，和金属：硫族元素通量的影响，NbSe 2，VSe 2和TiSe 2的生长使用MBE。通过这一点，我们确定的关键驱动程序和影响的吸附原子动力学控制的外延生长的TMD，实现四个不同的形态的生长的化合物。我们使用它来确定优化的生长条件，用于制造高质量的单层，最终实现迄今为止通过MBE生长实现的单层TMD的最大晶粒尺寸。
2019-10-08 cond-mat.mtrl-sci
Electronic and magnetic characterization of epitaxial CrBr$_3$ monolayers
通过层状二维材料中的邻近效应将给定的材料属性压印到另一个材料属性的能力为设计师材料的创建开辟了道路。在这里，我们使用分子束外延（MBE）的超导磁体混合异质结构的直接合成相结合的超导铌二硒化物（NbSe $_2$）与单层铁磁三溴化铬（CrBr $_3$）。使用不同的表征技术和密度泛函理论（DFT）计算，我们已经证实，CrBr $_3$单层保持其铁磁有序与磁晶各向异性有利于面外自旋取向。低温扫描隧道显微镜（STM）测量结果表明，在外加磁场的实验条件下，NbSe $_2$的超导能隙略有减小，在CrBr $_3$层上形成了涡旋晶格.我们的研究结果有助于更广泛的框架，利用邻近效应，实现新的现象，在二维异质结构。
2020-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Experimental and Theoretical Electronic Structure and Symmetry Effects in Ultrathin NbSe2 Films
层状准二维过渡金属二硫属化物（TMDC），这可以很容易地在薄膜中，研究维度如何影响电子结构和物理性质提供了极好的机会。在所有的TMDC中，NbSe 2是特别感兴趣的;大块NbSe 2在低温下具有电荷密度波相，并且具有已知的最高超导转变温度，并且这些性质可以在超导膜极限下进行实质性修改。出于这些影响，我们在这里报告的几层NbSe 2薄膜，具有明确的单畴取向，外延生长在砷化镓（GaAs）的研究。角分辨光电子能谱（ARPES）被用来确定的电子能带结构和费米表面作为层厚度的函数，第一原理能带结构计算进行比较。结果表明，有趣的变化，作为膜厚度增加，从单层（ML）到几层。最显着的变化发生在ML和双层之间，其中散装NbSe 2中的反转对称性保留在双层中，但不在ML中。这些结果揭示了NbSe 2的一些基本的尺寸效应，为进一步探索和理解NbSe 2的性质提供了基础。
2018-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tuning the Charge Transfer of Transition Metal Dichalcogenides via Misfit Layer Compounds
Institut des Nanosciences de Paris（巴黎纳米科学研究所）；Universität Würzburg（维尔茨堡大学）；Institut des Matériaux de Nantes Jean Rouxel（南特让·鲁克尔材料研究所）；University of Trento（特伦托大学）；Synchrotron SOLEIL（SOLEIL同步辐射中心）；Institut de Physique de Rennes（雷恩物理研究所）
该研究通过化学合金化在岩石盐层中调节NbSe2单层的电子掺杂，利用第一性原理DFT计算和角度分辨光电子能谱（ARPES）证明了岩石盐单元作为通用电子供体的作用，并展示了通过调节LaPb比例实现费米能级的刚性位移，同时保持NbSe2的电子结构。
2026-05-18 cond-mat.mtrl-sci
Orientation dependence of high-harmonic generation in monolayer transition metal dichalcogenides
从理论上研究了单层过渡金属二硫属化物（TMDC）中高次谐波产生（HHG）的取向依赖性。我们发现，不同于传统的固态和原子层状材料，如石墨烯，平行和垂直的发射相对于入射电场存在于TMDC。有趣的是，平行（垂直）发射主要只包含奇（偶）阶谐波。两个谐波在晶体学取向上显示出相同的周期性，但相位相反。这些特殊的行为可以理解的基础上的偶极矩在TMDC，它反映了原子轨道和晶格结构的对称性。我们的研究结果与最近的实验结果在定性上是一致的，并为固态材料的高次谐波光谱提供了可能性。
2017-06-02 cond-mat.mtrl-sci
Detuning dependence of high-order harmonic generation in monolayer transition metal dichalcogenides
从理论上研究了单层过渡金属二硫属化物（TMDC）中高次谐波产生的失谐效应。与传统材料中的HHG相比，TMDC显示出相对于入射电场的平行和垂直发射。我们发现这种反常发射可以通过入射电场的频率失谐来人为控制，即，平行和垂直的HHG可以被多光子共振强烈增强。这一独特的现象将为TMDCs中高次谐波的控制提供一条新的途径，并将促进新型光学器件的实现。
2017-10-23 cond-mat.mtrl-sci
Nonlinear optical Hall effect of few-layered NbSe2
NbSe $_2$是金属二维（2D）过渡金属二硫属化物（TMDC）材料之一。由于晶体反转对称性的破缺，奇数层NbSe $_2$中的Ising型自旋轨道耦合导致了较大的自旋劈裂，而具有反转对称性的偶数层NbSe $_2$中则没有。本文采用有效紧束缚模型，包括Nb原子的$d_{z^2}$，$d_{x^2-y^2}$和$d_{xy}$轨道，数值计算了少层NbSe $_2$的非线性光学电荷和自旋霍尔电导率.研究表明，在奇数层NbSe $_2$中，二次谐波产生（SHG）过程的非线性光学霍尔电导具有非零值。同时，我们也给出了几层NbSe $_2$的非线性光学选择规则及其偏振依赖性。此外，对于偶数层的情况，可以通过施加破坏反转对称性的电场来产生非线性光学霍尔电流。我们还讨论了TMDC材料中普遍存在的非线性光学霍尔效应。因此，我们的研究结果将有助于设计潜在的基于二维材料的自旋电子器件，以产生自旋霍尔电流的SHG。
2022-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Robust parity-mixed superconductivity in disordered monolayer transition metal dichalcogenides
单层NbSe $_2$在面内磁场超过泡利极限时是一种结状拓扑伊辛超导体，其节点严格位于布里渊区的高对称线上。在这里，我们使用相结合的数值和群论方法在实空间中的非常规超导状态的特点，在单层过渡金属二硫属化物。即使在传统的配对相互作用下，超导态本质上是宇称混合的，并且对现场无序具有鲁棒性。塞曼磁场、强自旋轨道相互作用和电子轨道含量之间的相互作用赋予了独特的超导和拓扑性质。讨论还延伸到强空穴掺杂的MoS $_2$及其相关物。
2018-10-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Generating high-order optical and spin harmonics from ferromagnetic monolayers
固体中的高次谐波产生（HHG）已经进入了深入研究的新阶段，设想在超短时间尺度上的能带结构映射。这在一定程度上得益于一系列新的HHG材料的发现，但到目前为止还没有发现一个重要的群体。磁性材料中的高次谐波将对未来磁存储技术的发展产生深远的影响。在这里，我们介绍和证明HHG在铁磁单层。我们发现高次谐波携带自旋信息，并且敏感地依赖于相对论自旋轨道耦合;如果将高次谐波色散到晶体动量${\bf k}$空间，则源于实跃迁的谐波可以被${\bf k}$分辨，并携带能带结构信息.几何上，HHG信号对单层的空间取向敏感。与光学对应物不同，自旋HHG虽然可能很弱，但只出现在偶数阶，这是SU（2）对称性的结果。我们的发现打开了一个未探索的前沿-磁高次谐波产生。
2018-09-03 cond-mat.mtrl-sci
Exploring Charge Density Waves in two-dimensional NbSe2 with Machine Learning
John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences, Harvard University（哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院）；Imperial College London（伦敦帝国理工学院）；Aalto University（阿尔托大学）；Department of Physics, Harvard University（哈佛大学物理系）；University of Oxford（牛津大学）
本研究利用机器学习方法，探索二维NbSe₂中电荷密度波的结构和动力学特性，开发了物理指导的工作流程以提高建模精度，为理解CDW行为及相关物理现象提供了新途径。
2025-11-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Topological-transition-driven Giant Enhancement of Second-harmonic Generation in Ferroelectric Bismuth Monolayer
Fudan University（复旦大学）；Sun Yat-Sen University（中山大学）
铁电铋单层通过拓扑转变调控实现二次谐波生成的巨量增强，源于狄拉克电子的有效质量调控。
2026-03-06 cond-mat.mtrl-sci
Phonon thermal transport in \b{eta}-NX (X=P, As, Sb) monolayers: a first-principles study of the interplay between harmonic and anharmonic phonon properties
对最近出现的二维（2D）材料的热性质的研究是实现其在纳米电子器件中潜在应用的必要步骤。在这项研究中，新的\b{eta} -NX（X=P，As，Sb）单分子膜的热导率进行了研究，使用第一性原理密度泛函理论（DFT）的研究的基础上的完全解决方案的线性化Peierls-Boltzmann输运方程（PBTE）。结果表明，\b{eta} -NP、\b{eta} -NAs和\b{eta} -NSb的室温热导率分别是单元素\b{eta} -P、\b{eta} -As和\b{eta} -Sb单层的约1.1、5.5和34.0倍。声子输运分析表明，较高的声子群速度以及声子寿命是负责这种增强的晶格热导率的\b{eta} -NX（X=P，As，Sb）的二元化合物相比，单元素组VA单层。我们发现\b{eta} -NP在\b{eta} -NX（X=P，As，Sb）单分子膜中具有最小的热导率，同时它具有最小的平均原子质量，这与通常认为低质量体系具有较高热导率的假设相反。本工作证明了在确定\b{eta} -NX（X=P，As，Sb）单分子膜之间的热导率的变化的谐波和非谐波声子性质之间的权衡。发现\b{eta} -NP中较高的非谐性是该单层较低热导率的原因。
2019-03-15 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
High harmonic generation in monolayer and bilayer of transition metal dichalcogenide
在过渡金属二硫属化物（TMDC）中，电荷载流子具有与磁矩相关联的自旋、赝自旋和谷自由度。TMDC的单层和双层，特别是MoS $_2$，导致自旋和赝自旋效应之间的强耦合。这一特点引起了人们对TMDC在先进技术设备中潜在用途的关注。与此同时，高次谐波产生（HHG）最近已被应用于表征固体的电子结构，如能量色散，贝里曲率和拓扑性质。在这里，我们显示的"哲学"，使用高次谐波调查的单层和双层的非线性光学发射的MoS $_2$的结构效应所获得的理论结果。我们在3R AB立桩中使用MoS $_2$的简单模型。研究发现，在圆偏振激光（CPL）驱动下，TMDC中的赝自旋和谷指数（Berry曲率和偶极跃迁矩阵元）可以编码到高能光子辐射中。这一理论研究有望为谷电子学的超快操作铺平道路，并导致有关TMDC材料，Weyl半金属，拓扑相和拓扑绝缘体的转变的自旋轨道耦合（SOC）的影响的新问题。
2021-11-25 cond-mat.mtrl-sci
First principles second harmonic generation of transition metal dichalcogenides and boron nitride alloys: from monolayers and nanotubes to Haeckelites and Schwarzites
为了揭示新的二维系统的二次谐波产生（SHG），利用第一性原理方法计算了不同类型的层状合金的二阶极化率χ（2），这些层状合金包括过渡金属二硫属化物（TMD）合金的单层、TMD Haeckelite合金、TMD合金的纳米管、包括BxNyCz合金的六方氮化硼（h-BN）系统、BN和BNC 2纳米管，BxNxCy黑克石和BN黑碳石（多孔BN）。结果表明，在高光子能量下，钨基合金的χ（2）值高于钼基合金，而在低光子能量下，一种MoSSe占主导地位。在所有计算结构中，假设的TMD海克尔体NbSSe和Nb 0.5Ta 0.5S2显示出最高的χ（2）。锯齿形TMD合金纳米管的χ（2）值随直径的减小而增大，当直径较大时，χ（2）值接近单层纳米管。BNC合金表现出比h-BN单层更高的χ（2），并且与TMD合金相当，除了一种情况使其强度加倍之外。BN管显示随着直径减小，χ（2）增加，类似于TMD纳米管。BxNxCy海克石具有非常高的χ（2），并且可能揭示扩展缺陷在非线性光学性质中的作用。BN Schwarzite之一表现出比已知的3-D材料更高的χ（2）。
2017-11-17 cond-mat.mtrl-sci
Strain-induced Giant Second-harmonic Generation in Monolayered $2H$-MoX$_2$ (X=S,Se,Te)
动态二阶非线性极化率，$χ^{(2)}(2ω,ω,ω)\equiv χ^{(2)}(ω)$，在这里计算的单层二硫属钼，$2H$ -MoX $_2$（X=S，Se，Te）的完全第一性原理计划。三种硫属元素的$χ^{(2)}(ω)$的绝对值严格依赖于均匀应变时的带隙能量，在静态极限中MoTe $_2$产生最高的$χ^{(2)}(0)\sim$ 140 pm/V。在该均匀的面内应力下，$2H$ $_2$可以经历带隙的直接到间接转变，这进而基本上影响$χ^{(2)}(ω)$。通过压缩或拉伸应变的$χ^{(2)}(ω)$的可调谐性被证明，特别是对于两个重要的实验波长，1064 nm和800 nm，其中可以利用共振增强的非线性效应：MoSe $_2$和MoTe $_2$的$χ^{(2)}$接近$\sim$ 800 pm/V，在1064 nm处具有约2\ %的应变。
2015-11-04 cond-mat.mtrl-sci
Second Harmonic Generation in h-BN and MoS$_2$ monolayers: the role of electron-hole interaction
在这封信中，我们通过第一原理数值模拟表明，电子-空穴相互作用显着有助于h-BN或MoS $_2$单分子膜的二次谐波产生谱。具体而言，它使激子共振处的信号强度相对于来自独立电子跃迁的贡献加倍。这一结果表明，这些材料的二次谐波信号的强度可以通过改变介电屏蔽，控制电子-空穴相互作用的强度进行调谐。
2013-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High-Harmonic Generation from Monolayer and Bilayer Graphene
固体中的高次谐波产生（HHG）是一种新兴的研究阿秒时间尺度下固体中超快电子动力学的方法。在这项工作中，我们研究了单层和双层石墨烯的HHG。在这项工作中考虑了AA和AB堆叠的双层石墨烯。发现单层和双层石墨烯具有明显不同的谐波谱。光谱的差异归因于两层之间的层间耦合。此外，总谐波频谱的带内和带间的贡献发挥了重要作用。此外，有趣的极化和椭圆率的依赖性，注意到在单层和双层石墨烯的总谐波谱。
2021-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Second harmonic microscopy of monolayer MoS2
我们发现，单层二硫化钼的反转对称性的缺乏允许强的光学二次谐波产生。在机械剥离的单层中产生810 nm脉冲的二次谐波，其非线性极化率为1 E-7 m/V。在三层中，极化率降低了7倍，在均匀层中降低了约两个数量级。通过化学气相沉积法生长的样品上进行了原理验证的二次谐波显微镜测量，其示出了这种效应在快速和非侵入性检测的晶体取向，厚度均匀性，层堆叠，和单结晶域尺寸的原子薄膜的二硫化钼和类似材料的潜在应用。
2013-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Effect of interlayer coupling and symmetry on high-order harmonic generation from monolayer and bilayer hexagonal boron nitride
高次谐波产生（HHG）是一个基本的过程，它可以简化为高能量光子的产生从一个材料受到强驱动激光场。这种高度非线性的光学过程包含了关于物质（例如气体、固体和液体）的电子结构和动力学的丰富信息。此外，由于固体的高次谐波谱可以携带电子-空穴带内动力学以及带间和带内电流动力学的信息，近年来引起了阿秒科学和凝聚态物理学家的广泛关注。本文通过分析单层和两种不同堆叠方式的双层六方氮化硼（hBN）的高次谐波产生，研究了层间耦合和对称性对二维材料的影响。这些模拟结果表明，高次谐波辐射模式强烈依赖于晶体反转对称性（IS），旋转对称性和层间耦合。
2021-12-19 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Strong and Anisotropic Third Harmonic Generation in Monolayer and Multilayer ReS$_2$
我们报道了在单层和多层ReS $_2$中观察到的强的各向异性三次谐波产生。单层ReS $_2$，$\left| χ^{(3)} \right|$的三阶非线性光学极化率为$10^{-18} $ m $^2$ /V $^2$的量级，这比六方晶格过渡金属二硫属化物如MoS $_2$的报道结果高约一个数量级.多层样品的三阶非线性光学极化率也得到了类似的幅度。的THG场的强度被发现是依赖于入射光的偏振方向的单层和多层样品。点群对称性分析表明，这样的各向异性是不期望从一个完美的$1T$晶格，必须产生的ReS $_2$晶格中的扭曲。我们的研究结果表明，三倍频测量可以用来表征二维材料的晶格畸变，晶格畸变是重要的非线性光学性质的这种材料。
2016-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Signatures of multi-band effects in high-harmonic generation in monolayer MoS$_2$
固体中的高次谐波产生（HHG）一直被吹捧为探测凝聚态系统中超快动力学和晶体对称性的一种方法。在这里，我们调查的高阶谐波产生的单层MoS $_2$的偏振特性，作为相对于中红外激光场偏振的晶体取向的函数。在几个不同的激光波长，我们实验观察到一个突出的角位移的平行极化奇谐波的能量高于约3.5 eV，我们的计算表明，这种转变起源于涉及多个导带的复合偶极子强度的细微差异。这种观察是材料的具体和除了与激光场相互作用的晶体的动力学对称性所施加的角度依赖性，并可能为探测多带复合偶极子的矢量特性铺平道路。
2022-02-15 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Many-Body effects beyond excitons in second-harmonic generation of monolayer MoS$_{2}$
University of the Basque Country UPV/EHU（巴斯克大学）；Centro de Física de Materiales, Universidad del País Vasco UPV/EHU（巴斯克大学材料物理中心）；Ikerbasque Foundation（伊卡巴斯基基金会）；Donostia International Physics Center（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）
研究单层二硫化钼二次谐波生成中多体效应，结合多体微扰理论与时间依赖电流密度泛函理论，通过动态长程线性交换关联核引入双体激发效应，再通过静态长程二次交换关联核引入三体三离子相关性，提升与实验的定量一致性和准确性。
2026-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Second-harmonic imaging of plasmonic Pancharatnam-Berry phase metasurfaces coupled to monolayers of WS2
频率转换的非线性过程，如二次谐波产生（SHG），通常遵循一定的选择规则，这是由于保持不同种类的物理量，例如，角动量对于由单层过渡金属二硫属化物（TMDC）如WS 2产生的SHG，谷激子锁定选择规则预测了交叉偏振态的SHG信号。通过将等离子体纳米结构与TMDC单层相结合，实现了由于额外的偏振转换过程而影响该非线性过程的混合超颖表面。在这里，我们观察到，等离子体超颖表面修改与TMDC的光-物质相互作用，导致相对于入射场共偏振的SHG信号，这通常是禁止的TMDC单层。我们通过将等离子体纳米棒放置在单层WS 2的顶部来制造这样的混合超颖表面，并研究了这种系统在不同参数（例如波长和偏振）下的谷激子锁定SHG发射。此外，我们显示了潜在的混合元表面定制的非线性过程中添加额外的相位信息的SHG信号使用Pancharatnam-Berry相位效应。这允许将SHG发射直接定制到远场。
2020-04-08 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
High-harmonic generation from few layer hexagonal boron nitride: evolution from the monolayer to the bulk response
二维材料提供了一个研究高次谐波产生（HHG）的通用平台，包括作为限制性情况的类体和类原子谐波产生[Tancogne-Dejean和Rubio，Science Advance \textbf{4}，eaao 5207（2018）]。了解少层半导体系统的高次谐波响应是重要的，并且可能开辟可能的技术应用。利用含时密度泛函理论框架下的第一性原理计算，我们展示了二维材料的面内和面外非线性非微扰响应是如何从单层演化到体相的.我们说明这种现象的情况下，多层六方BN层状系统。而在平面HHG被发现没有强烈改变的层的堆叠，我们发现，平面外的响应是强烈的影响所考虑的层数。这是解释由电子-电子相互作用和层间离域的波函数的HHG信号贡献最大的感应电场之间的相互作用。双层膜的滑移也会影响高次谐波发射。我们的研究结果将有重要的分歧的实验研究的单层和少层的二维材料的情况下，六方BN研究这里，因为我们发现的结果是通用的，适用于所有的二维半导体多层系统。
2018-09-07 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Electrical Control of Second-Harmonic Generation in a WSe2 Monolayer Transistor
非线性光学频率转换是光场与非线性介质相互作用产生新的光场频率，在现代光子系统中普遍存在。然而，引起这种现象的非线性电致伸缩性通常很难在给定的材料中进行调谐，到目前为止，光学非线性的动态控制仍然局限于研究实验室作为光谱工具。在这里，我们报告了一种机制，以电控制二阶光学非线性在单层WSe 2，一个原子级薄的半导体。我们表明，在A-激子共振的二次谐波产生的强度是可调的，在低温下超过一个数量级，在室温下通过静电掺杂的场效应晶体管的近4倍。这种可调谐性产生于单层半导体中的强激子充电效应，其允许对激子和trion共振处的振子强度进行异常控制。激子增强的二次谐波产生与激发激光相反的圆偏振，这是由在单层中具有相反螺旋度的双光子和单光子谷选择规则的组合引起的。我们的研究为基于二维半导体的芯片级电可调非线性光学器件的新平台铺平了道路。
2015-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Second-harmonic imaging microscopy for time-resolved investigations of transition metal dichalcogenides
二维过渡金属二硫属化物（TMDC）在光电子学和所谓的谷电子学中的各种应用中显示出了希望。它们的操作和性能很大程度上取决于各个层的堆叠。在这里，光学二次谐波产生（SHG）在成像模式被证明是一个通用的工具，系统的时间分辨的调查TMDC单层和异质结构，考虑到材料的结构。无需任何标测或扫描即可探测大样本区域。通过偏振相关的测量，单层的结晶取向或异质结的堆叠角可以评估为整个视场。泵浦探测实验，然后允许相关的二次谐波响应与底层结构的观察到的瞬态变化。相应的时间分辨率实际上受到所用激光器的脉冲持续时间的限制。作为一个例子，偏振相关和时间分辨测量的单层和多层的MoS $_2$薄片生长在SiO $_2$ /Si（001）衬底。
2020-04-17 cond-mat.mtrl-sci
Temperature-Dependent nonlinear optics from first-principles: Second-Harmonic Generation in few-layers MoS$_2$
Queen’s University Belfast（贝尔法斯特女王大学）；European Theoretical Spectroscopy Facilities (ETSF)（欧洲理论光谱设施）；CNRS/Aix-Marseille Université, Centre Interdisciplinaire de Nanoscience de Marseille UMR 7325（法国国家科学研究中心/艾克斯-马赛大学，马赛跨学科纳米科学中心 UMR 7325）
提出第一性原理实时方法，通过准粒子重整化与退相干项引入有限温度效应，应用于少层MoS$_2$的二次谐波产生，揭示其非平凡温度依赖性及声子耦合机制。
2026-09-09 cond-mat.mtrl-sci
Nonlinear dynamics of electromagnetic field and valley polarization in WSe$_{2}$ monolayer
采用二维Maxwell加含时密度泛函理论研究了WSe $_{2}$单分子膜的线性和非线性光学响应.通过应用手征共振脉冲，研究了弱激光场和强激光场下电子动力学和高次谐波的产生。WSe $_{2}$单分子膜在I = 10 $^{10}$ ~（-1）W/cm $^{2}$处呈现线性光学响应，而在I = 10 $^{12}$ ~（-1）W/cm $^{2}$处呈现复杂的非线性行为。在强激光场下观察到WSe $_{2}$单分子膜的可饱和吸收非线性响应。通过改变共振光的手征性，在激发态布居中观察到强的圆二色性效应。弱激光场表现出有效的谷极化，强激光场通过非线性过程在$K$（$K'$）和$\mathitΓ$ -点之间诱导出自旋极化载流子峰。另一方面，强激光场显示高达11阶的高次谐波。我们的研究结果表明，圆极化共振脉冲产生高次谐波的WSe $_{2}$单分子膜的顺序为3 n $\pm1$。
2021-11-01 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Strain distribution in WS2 monolayers detected through Polarization-resolved Second Harmonic Generation
本文利用偏振分辨二次谐波产生（P-SHG）光学成像检测预图案化Si/SiO2衬底上单层WS2的应变分布，通过逐像素拟合生成扶手椅方向空间分辨图像，并用AFM和拉曼成像独立验证了应变存在。
2024-03-28 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
