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
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
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
Vibrational and dielectric properties of the bulk transition metal dichalcogenides
过渡金属二硫属化合物的电子、光伏和光学性质引起了人们的兴趣，并使其在许多技术应用中得到了应用。我们提出了一个系统的调查，他们相互联系的振动和介电性能，使用密度泛函理论和密度泛函微扰理论，研究的自旋轨道相互作用和远程e $^-$ - e $^-$相关的影响，作为我们的调查的一部分。本研究证实了自旋-轨道相互作用在这些物理性质中起着很小的作用，而色散修正的直接贡献在描述原子间力常数中是至关重要的。在这里，我们的结构和振动特性的分析，包括拉曼光谱，以及比较实验测量。展示了三种具有不同点群的材料，并展示了十五种现有六方、三方和三斜材料的数据趋势。这一总体情况将使由这些材料组成的器件能够用于新的应用。
2018-04-06 cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic exciton states mixing and non-linear optical properties in transition metal dichalcogenide monolayers
过渡金属二硫属化物单分子膜的光学性质由Wannier-Mott激子控制，形成一系列的$1s$，$2s$，$2p$，.类氢态发展了激子激发态能谱精细结构理论。我们预测，$p$ -和$s$ -壳激子混合由于特定的$D_{3h}$点对称的过渡金属二硫属化物单层。因此，$s$ -和$p$ -壳层激子在单光子和双光子过程中都有活性，提供了有效的二次谐波产生机制。计算了相应的非线性极化率的贡献。
2017-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exciton complexes in low dimensional transition metal dichalcogenides
本文利用分数维空间方法研究了低维过渡金属二硫属化合物（LTMDCs）层状结构的激子性质。分析了不同层数的LTMDCs中激子、三电子和双激子的结合能，并将其与维数参数$α$联系起来，从而提供了对材料系统的临界电光特性（相对振子强度、吸收光谱、激子-激子相互作用）的深入了解。$α$的有用性突出了它的物理机制的独立性的几何结构的约束效应。我们的估计的激子复合物的单层配置的过渡金属dichalcogenides的结合能建议一个非共线结构的trion和一个正电子素分子样的正方形结构的双激子。
2014-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Review of Ultrafast Spectroscopy Studies of Valley Carrier Dynamics in Two Dimensional Semiconducting Transition Metal Dichalcogenides
二维层状过渡金属二硫属化合物为未来基于谷的信息处理提供了新的机会，也为研究激子效应提供了理想的平台。在各种器件物理的中心，对他们可能的电子和光电应用是理解各种多粒子电子态的动态演化，特别是激子占主导地位的TMD的光电响应，在新的背景下的自由度谷。在这里，我们提供了一个简单的回顾，在使用螺旋度分辨超快光谱，特别是超快泵浦探测光谱，研究半导体单层过渡金属二硫属化物谷相关的多粒子电子态的动态演化的实验进展。
2016-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Trion gas, electron-hole liquid, and metal-insulator transition in doped heterostructures based on transition metal dichalcogenides
研究了掺杂对过渡金属二硫族化合物异质结构中电子空穴液体参数的影响。绘制了弹流润滑相图。结果表明，对于高温紧束缚弹流润滑的形成，以及从半导体态（激子态）到半金属态（电子-空穴等离子体/液体）的转变，在能带中掺杂更多的谷是有利的.采用修正的Mott判据和屏蔽势变分计算方法研究了从氚气体到电子空穴等离子体的转变。研究了在无激光激发的平衡态下掺杂对金属-绝缘体相变的影响。
2022-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Photo-modulation of the spin Hall conductivity of mono-layer transition metal dichalcogenides
我们报告了一种可能的光学调谐的自旋霍尔电导率在单层过渡金属dichalcogenides。频率远高于系统能量标度（\textit{off-resonant}条件）的光束不会激发电子，但会重新排列能带结构。重排是定量建立使用Floquet形式主义。对于这样的单层过渡金属二硫属化物的系统，自旋霍尔电导率（在存在无序的情况下用Kubo表达式计算）在较高频率和较低强度下表现出下降。最后，我们比较了更高自旋轨道耦合的WSe $_{2} $与MoS $_{2} $的自旋霍尔电导率;发现WSe $_{2}$的自旋霍尔电导率更大。
2016-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mass Renormalization in Transition Metal Dichalcogenides
结果表明，过渡金属二硫属化物的三重旋转对称性导致库仑诱导重整化的有效电子和空穴质量附近的$K$ -点的布里渊区。重整化的大小取决于电介质的配置。自由悬浮的MoS $_2$单层的有效激子质量$m=0.4 m_0$变为具有hBN封装的$m= 0.35 m_0$。质量重整化增加了激子的结合能，降低了激子的抗磁位移和回旋频率。与高场测量的激子抗磁位移的详细比较显示出极好的一致性。
2020-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical fingerprint of dark 2p-states in transition metal dichalcogenides
我们提出了一个微观研究在无序存在下的过渡金属二硫属化合物的高激子态。我们发现，几何相位取消了2s和2p状态的退化，一个显着的无序诱导的耦合亮暗态提供了一个策略，以规避光学选择规则。作为证明，我们在WS $_2$的吸收光谱中发现了暗2p态的直接指纹。通过激子无序耦合的光学选择规则的预测软化是一般性的，因此适用于相关的二维半导体。
2016-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Slippery paraelectric transition metal dichalcogenide bilayers
传统的铁电体经历热诱导相变，由此它们的结构对称性增加。相关的高对称性结构被称为{ \em顺电}。铁电过渡金属二硫属化物双层膜最近已被证明是顺电的，但没有太多的原子结构的这样一个阶段说。正如通过包括分子动力学的数值计算所发现的，它们的顺电性只能归因于具有相反的本征极化的铁电相的时间平均，其切换需要宏观上大的区域一致地滑移。
2022-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transition-Metal Nitride Halide Dielectrics for Transition-Metal Dichalcogenide Transistors
采用第一性原理计算，研究了HfNBr，HfNCl，TiNBr，TiNCl，ZrNBr和ZrNCl六种过渡金属氮化物卤化物（TMNHs）作为过渡金属二硫属化物（TMD）沟道晶体管的潜在范德华（vdW）势垒.我们计算了它们的剥离能和体声子能，发现这六种TMNH都是可剥离的，并且是热力学稳定的。我们计算的光学和静态介电常数在平面内和平面外的方向为单层和散装TMNHs。在单层中，面外静态介电常数范围从5.04（ZrNCl）到6.03（ZrNBr），而面内介电常数范围从13.18（HfNBr）到74.52（TiNCl）。我们发现TMNHs的带隙范围从1.53 eV（TiNBr）到3.36 eV（HfNCl），而亲和力范围从4.01 eV（HfNBr）到5.60 eV（TiNCl）。最后，我们估计的电介质漏电流密度的晶体管与六个TMNH单层沟道TMD（MoS 2，MoSe 2，MoTe 2，WS 2，和WSe 2）。对于p-MOS TMD沟道晶体管，与单层六方氮化硼（hBN）（一种众所周知的vdW电介质）相比，30种组合中的19种具有较小的漏电流。预测了以HfNCl为栅介质的p-MOS WS 2晶体管的最小单层漏电流为2.14*10- 9A/cm ~ 2。HfNBr、HfNCl、ZrNBr和ZrNCl也被预测在某些p-MOS TMD晶体管中产生小的漏电流。
2022-04-10 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Optically bright $p$-excitons indicating strong Coulomb coupling in transition-metal dichalcogenides
结果表明，本征悬浮半导体过渡金属二硫属化物中的强库仑耦合可以超过激子基态所需的临界值。偶极允许的光学激发则对应于激子内跃迁，使得狄拉克点附近的光学亮激子跃迁具有类$p$对称性，而类$s$态是偶极禁止的。大的本征耦合强度似乎是半导体过渡金属二硫属化物的一般性质，并且即使在像SiO $_2$这样的典型衬底上生长的样品中也可以观察到以光学选择规则形式的强库仑耦合签名。对于WS $_2$和WSe $_2$的例子，计算的激子共振能量与最近的实验表现出良好的协议。
2015-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transport Theory of Monolayer Transition-Metal Dichalcogenides through Symmetry
我们提出了一个理论，阐明了主要的动量和自旋弛豫过程的电子，空穴和热激子在单层过渡金属二硫属化物。我们扩大弯曲声子引起的自旋翻转，并表明自旋弛豫是超快的电子在独立的膜，而在支持膜减轻。由于与弯曲声子的相互作用，这种行为在尊重镜像对称的二维膜中是普遍的，并且它导致迁移率和自旋弛豫之间的违反直觉的逆关系。
2013-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Out-of-plane carrier spin in transition-metal dichalcogenides under electric current
在由铁磁体和重金属组成的多层膜中，由于Rashba自旋-轨道耦合作用，外加电流诱导出面内载流子自旋，而不存在面外分量。通过对称性论证和第一性原理计算，我们提出了铁磁过渡金属双硫族化合物单层膜中可以出现离面载流子自旋。单层中的固有自旋-轨道耦合提供谷对比塞曼型自旋分裂以产生垂直诱导自旋。可以利用电流方向来调整诱导自旋，并伴有谷极化。奇异的自旋积累为垂直磁化翻转和谷的电控制铺平了道路。
2019-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Emerging Device Applications for Semiconducting Two-Dimensional Transition Metal Dichalcogenides
随着剥离和合成技术的进步，最近已经分离和表征了半导体过渡金属二硫属化物的原子薄膜。它们的二维结构，加上在电磁波谱的可见光部分的直接带隙，表明适合于数字电子学和光电子学。为此，已经报道了几类高性能设备，以及在理解其物理特性方面的重大进展。在这里，我们提出了一个审查的架构，工作原理和物理的电子和光电子器件的基础上，过渡金属二硫族化物半导体。通过严格评估和比较这些器件与竞争技术的性能，确定了这类新兴电子材料的优缺点，从而为未来的发展提供了路线图。
2014-02-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Interlayer coupling in commensurate and incommensurate bilayer structures of transition metal dichalcogenides
用微扰方法研究了过渡金属双硫族化合物的公度和非公度双层结构中的层间耦合。\pm K谷中的层间耦合可以分解为一系列具有不同相位因子的跳跃项。在H型和R型对称双层膜中，三个主要项之间的干涉导致层间耦合强度对平移的敏感依赖性。通过拟合从头算结果，发现主要的跳跃项的大小为几十个meV。研究了价带Γ谷和导带Q谷的层间耦合。所获得的几百meV的强耦合强度可以在介导过渡金属二硫属化合物异质层中的超快层间电荷转移中发挥重要作用。
2017-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Twistronics and moiré superlattice physics in 2D transition metal dichalcogenides
本文综述了二维TMDs莫尔超晶格的基本性质，并重点介绍了其在光学、拓扑及关联现象等前沿研究中的重大突破。
2025-08-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High Intrinsic Mobility and Ultrafast Carrier Dynamics in Multilayer Metal Dichalcogenide MoS2
在金属二硫属化物中载流子迁移率的最终限制，以及与载流子弛豫相关的动力学，尚不清楚。我们提出了测量的多层dichalcogenide二硫化钼的频率依赖性的电导率的光泵太赫兹探测光谱。我们发现这种材料在低温下的迁移率接近4200 cm 2/Vs。散射的温度依赖性表明，迁移率，一个数量级大于以前报道的二硫化钼，是固有的限制在太赫兹频率的声学声子散射。我们的测量载流子弛豫揭示皮秒冷却时间，然后再复合持续数十纳秒，并占主导地位的俄歇散射到缺陷。我们的研究结果提供了一个有用的背景下，了解和评估的二硫化钼为基础的电子和光电子器件的性能。
2014-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Three Dimensional Metallic and Two Dimensional Insulating Behavior in Tantalum Dichalcogenides
本文利用增加在位相互作用的密度泛函理论（DFT+U）研究了层状过渡金属二硫属化物$1T-TaS_2$的体相、单层和双层的电子结构。我们发现，一个二维的自旋- $\frac{1}{2}$莫特阶段存在的单层的电荷密度波状态（CDW），这样的一个阶段是系统地破坏包装的扭曲层导致一个一维的金属散装，CDW-扭曲的TaS $_2$。后一个发现与以前的DMFT预测相反-我们解释的CDW状态中的电子感受到的弱有效相互作用的不一致。绝缘行为的实验观察可能源于堆垛层错引起的无序。
2014-01-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Overbias photon emission from light-emitting devices based on monolayer transition metal dichalcogenides
基于过渡金属二硫属化合物（TMD）和其他二维材料的隧道发光器件（LED）是片上光电集成的新平台。这种LED架构的一些物理过程尚未完全了解，特别是光子能量高于所施加静电势的发射，即所谓的过偏置发射。在这里，我们报告过偏置发射的电位是近一半的光学带隙能量在TMD为基础的隧道发光二极管。我们表明，这种发射是不是热的性质，但通过一个双电子相干隧穿过程与激子产生一致。
2023-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Microscopic theory of the polarizability of transition metal dichalcogenides excitons: Application to WSe2
本文发展了过渡金属二硫属化物激子极化率的全微观理论。我们应用我们的方法来描述的激发$2$ p暗态。这些状态在吸收实验中是不可观察的，但可以在泵浦探测实验中被激发。作为示例，我们考虑WSe \textsubscript{2}中的$2$ p暗态。我们发现最近的实验测量和我们的理论计算之间有很好的一致性。
2021-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Emergence of one-dimensional wires of free carriers in transition-metal-dichalcogenide nanostructures
我们强调的出现在二维过渡金属-二硫属化物纳米结构-纳米带，岛屿，和反转域边界-作为一个广泛的和普遍的现象驱动的极性不连续性发生在其边缘或边界的金属状态。我们表明，这样的金属状态形成一维线的电子或空穴，与自由电荷密度，随着系统的大小增加，直到完全屏蔽的极化电荷，也可以控制特定的边缘或边界配置，例如，通过化学吸附的氢或硫原子的边缘。对于三角形的岛屿，当地的极性不连续性发生，即使在没有一个总的偶极矩的岛屿，并导致积累的自由载流子接近的边缘，提供了一致的解释以前的实验观察。为了进一步强调这些机制的普遍性，我们表明，极性不连续性引起的金属状态也在反转域边界。这些发现强调了工程过渡金属二硫属化物纳米结构在纳米和光电子学，自旋电子学，催化和太阳能收集方面的多种应用的潜力。
2015-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Universal Non-Volatile Resistive Switching Behavior in 2D Metal Dichalcogenides Featuring Unique Conductive-Point Random Access Memory Effect
已经发现二维材料表现出非易失性电阻开关（NVRS）现象。在我们的工作中，我们报道了十几种金属二硫族化合物的普遍NVRS行为，具有低开关电压，大开/关比，快开关速度和形成自由特性。一个独特的导电点随机存取存储器（CPRAM）的效果是用来解释的开关机制，电流扫描测量的实验结果支持。
2021-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Squeezed metallic droplet with tunable Kubo gap and charge injection in transition metal dichalcogenides
将大块金属的尺寸缩小到纳米级会导致电子能级的离散，即所谓的久保间隙。重整化的电子性质与一个可调的和尺寸依赖的Kubo间隙呈现迷人的光子发射和电子隧穿。与通常的三维（3D）金属簇相比，在这里我们证明了Kubo间隙可以用二维（2D）金属过渡金属二硫属化物（即，1 T ′-相MoTe 2）纳米团簇嵌入半导体多晶型物（即，1H相MoTe 2）。这种1 T ′-1H MoTe 2纳米畴类似于在2D空间中挤压的3D金属液滴，其显示出强的极化灾难，同时保持其键的完整性，这在传统的δ-间隙3D簇中是不存在的。宿主2D MoTe 2的弱屏蔽导致这种伪金属系统的光子发射和载流子在1 T '-1H-1T'同质结中的弹道注入，这可以在传感器和2D可重构器件中找到应用。
2022-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Imaging lattice reconstruction in homobilayers and heterobilayers of transition metal dichalcogenides
该研究将扫描电子显微镜中的二次电子成像技术用于可视化过渡金属硫族化物垂直双层中的特定堆叠对齐畴，识别了WSe$_2$同质双层和MoSe$_2$-WSe$_2$异质双层的不同晶体实现，并证明了堆叠组装双层中普遍存在的晶格重构，为范德华扭曲电子学提供了新手段。
2023-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Excitonic magneto-optics in monolayer transition metal dichalcogenides: From nanoribbons to two-dimensional response
采用纳米尺度几何结构研究了单层过渡金属二硫属化物（TMD）的磁光响应，包括激子效应。我们计算了对角电导率和霍尔电导率。激子光学霍尔电导率在独立粒子近似中得到的结果进行比较，我们发现，当激子效应被包括在内的幅度对应于一个数量级的增加。霍尔电导率被用来计算法拉第旋转光谱MoS2和WSe2。最后，我们还计算了WSe_2激子态在不同介电环境中的抗磁位移。比较计算的抗磁位移最近的实验测量，我们发现两者之间有很好的协议。
2019-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Berry curvature dipole current in transition metal dichalcogenides family
本文研究了具有时间反演对称性的二维材料中的量子非线性霍尔效应。当只有一条镜像线存在时，由于动量空间中的Berry曲率偶极子，横向电荷电流对外部电场的二阶响应。二维过渡金属二硫属化物（TMDC）是观察到这种效应的候选材料。首先，我们使用基于从头计算的紧束缚方法来证明，单层$T_d$ -stricture TMDC表现出有限的Berry曲率偶极子。在TMDCs的$1H$和$1T'$阶段，我们分别在应变场和电位移场的作用下，证明了有限Berry曲率偶极子的出现。
2018-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Spin Hall Effect and Topological Field Effect Transistor in Two-Dimensional Transition Metal Dichalcogenides
报道了一类新的二维过渡金属二硫属化物大禁带量子自旋霍尔绝缘体MX $_2$（M=（Mo，W），X=（S，Se，Te）），其拓扑电子性质可通过外加电场高度调谐.我们提出了一种新的拓扑场效应晶体管，这些原子层材料和它们的范德华异质结构。我们的器件通过拓扑保护的输运通道表现出参数增强的电荷-自旋电导，并且可以通过拓扑相变而不是载流子耗尽被电场快速关断。我们的工作为拓扑量子电子学提供了一个实用的材料平台和器件结构。
2014-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Splitting between Bright and Dark excitons in Transition Metal Dichalcogenide Monolayers
过渡金属二硫属化物单分子膜如二维半导体MoS $_2$和WSe $_2$的光学性质由激子、库仑束缚电子-空穴对主导。发光产率取决于电子-空穴跃迁是光学允许的（亮）还是禁止的（暗）。通过在密度泛函理论计算的$GW$波函数上求解Bethe Salpeter方程，我们确定了亮、暗激子态分裂的符号和振幅。我们评估了自旋轨道耦合对光谱的影响，清楚地表明了谷内库仑交换项对暗-亮激子精细结构分裂的强烈影响。
2016-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Frequency-dependent substrate screening of excitons in atomically thin transition metal dichalcogenide semiconductors
过渡金属二硫属化物（TMDC）的原子薄层由于与弱介电屏蔽有关的二维载流子限制而在载流子之间表现出异常强的库仑相互作用。层间耦合的范德华性质使得容易将TMDC层集成到具有不同电介质或金属衬底的异质结构中。这允许定制这些材料的电子和光学性质，因为原子薄层内的库仑相互作用非常容易受到环境的屏蔽。在这里，我们从理论上研究动态屏蔽效应在TMDC由于体衬底掺杂载流子在一个大的密度范围内，从而提供三维等离子体激元作为可调的自由度。我们报告了一个广泛的补偿重整化效应导致光谱更稳定的激子比预测的静态基板屏蔽，即使等离子体激元和激子共振。我们还发现了一个非平凡的依赖于衬底掺杂密度的单粒子带隙由于动态屏蔽。我们的调查提供了微观的洞察机制，允许操纵TMDC激子通过任意的等离子体环境在纳米尺度上。
2018-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory of edge-state optical absorption in two-dimensional transition metal dichalcogenide flakes
我们建立了一个解析模型来描述二维半导体过渡金属二硫族化物（s-TMD）纳米片的亚带隙光吸收。该材料系统代表了一个阵列的几层二硫化钼晶体，随机取向的聚合物基质。我们建议，光学吸收涉及电子边缘态和体带之间的直接跃迁，强烈依赖于载流子的人口，并与足够的通量饱和。对于高于带隙一半的激发能，多余的能量被边缘态电子吸收，提高了它们的有效温度。我们的线性和非线性吸收的解析表达式可以证明是有用的工具，在实际的光子器件的设计基于s-TMD。
2016-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing the temperature dependence of dielectric function of ternary transition metal dichalcogenides: towards thermo-driven ultrathin photonic components
Yerevan State University（埃里温国立大学）；National University of Singapore（新加坡国立大学）
研究探索三元过渡金属二硫属化物介电函数温度依赖性，通过对MoSSe和WSSe在特定光谱区域与温度窗口研究，揭示介电响应规律，利用其光学色散设计近红外光子透镜，为热驱动光电器件创建提供关键见解。
2026-07-23 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
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
Valley polarized magnetic state in hole-doped mono layers of transition metal dichalcogenides
我们计算的谷/磁相图的单层过渡金属dichalcogenides在空穴掺杂区的自旋轨道效应是特别相关的。考虑到由于过渡金属原子的存在，中等到高的局部电子-电子相互作用，我们表明，该系统是不稳定的巡游铁磁相，其中所有的载流子是自旋和谷极化。这个相位显示出异常电荷霍尔和异常自旋霍尔响应，因此可以通过实验检测到。
2017-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Transition metal dichalcogenide nanospheres for high-refractive-index nanophotonics and biomedical theranostics
共振介电纳米结构领域的最新进展为在纳米尺度上聚集和操纵光以及建立全介电纳米光子学的新激发领域创造了诱人的机会。具有纳米图案化表面的过渡金属二硫属化物（TMDC）特别有希望用于这些任务。尽管如此，这些结构的制造需要复杂的光刻工艺，大大复杂的应用前景。为了弥合这一差距，拓宽TMDC纳米材料的应用范围，我们在这里报告飞秒激光烧蚀制造的水分散的球形TMDC（二硫化钼和WS 2）纳米粒子（NP）的可变尺寸（5 - 250 nm）。由于保留的晶体结构，这种纳米颗粒表现出从TMDC晶体继承的令人兴奋的光学和电子性质，这提供了明显的激子响应和高折射率值的独特组合，使得在纳米颗粒中电磁场的强集中成为可能。此外，由于米氏和激子共振之间的杂交，这种纳米颗粒提供额外的可调谐性。这些特性带来了许多重要的效应，包括增强的光吸收和光热转换。作为一个例子，我们证明了纳米粒子表现出非常强的光热响应，远远超过传统的基于Si的介电纳米谐振器。与其他介电共振结构相比，合成的TMDC纳米颗粒处于移动胶体状态并表现出优异的光学特性，为开发下一代纳米光子和纳米治疗诊断平台提供了机会，包括光热治疗和多模式生物成像。
2021-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
1D metallic states at 2D transition metal dichalcogenide semiconductor heterojunctions
近年来，过渡金属二硫属化物（TMDC）的二维（2D）横向异质结已成为现实。半导体TMDC层在其常见的H结构中具有非零的面内电极化的强度，这是拓扑不变量。我们通过第一性原理计算表明，横向二维异质结TMDC与不同的极化之间产生一维（1D）金属态的结，即使在不同的材料加入外延的情况下。金属丰度不依赖于结构的细节，并解释了在交界处的拓扑不变量的变化。然而，这些一维金属容易受到一维不稳定性的影响，例如电荷和自旋密度波，这使得二维TMDC异质结成为研究一维物理的理想系统。
2020-08-15 cond-mat.mtrl-sci
Rigid-layer Raman-active modes in $N$-layer Transition Metal Dichalcogenides: interlayer force constants and hyperspectral Raman imaging
本文报道了$N$ -层过渡金属二硫属化物刚性层喇曼激活模的比较研究。考虑了三角棱柱（2 Hc，如MoSe $_2$、MoTe $_2$、WS $_2$、WSe $_2$）和畸变八面体（1 T '，如ReS $_2$和ReSe $_2$）相。拉曼激活的面内层间剪切模和面外层间呼吸模表现为波数在0-40 cm $^{-1}$范围内的明确特征。这些刚性层模式很好地描述了一个基本的线性链模型，从该层间力常数很容易提取。值得注意的是，这些力常数都被发现是相同的数量级。最后，我们表明，突出的层间剪切和呼吸模式的功能，允许高精度的高光谱拉曼成像的$N-$层域内一个给定的过渡金属dichalcogenide薄片。
2017-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Interaction of Fluorescent Gold Nanoclusters with Transition Metal Dichalcogenides Nanosheets: A Spectroscopic Study
本文研究了几十个含金原子的纳米团簇与二维过渡金属二硫属化物纳米片的相互作用。以蛋白质分子为稳定剂，采用化学还原法合成了金纳米团簇。对二硫化钼（MoS $_2$）的过渡金属二硫属化物纳米片进行了化学剥离。不同的显微镜和光学光谱工具已被用于表征金纳米团簇和二维纳米片的MoS $_2$的物理性质。金纳米团簇在690 nm处具有荧光发射。然而，与过渡金属二硫属化物的相互作用大大降低了纳米团簇的荧光强度。用于理解在系统中的相互作用的光谱方法揭示了能量转移和荧光猝灭的动态性质的情况下。
2020-01-29 cond-mat.mtrl-sci
Beyond the upper limit of magnetic anisotropy in two-dimensional transition metal dichalcogenides
探索二维材料（如石墨烯和过渡金属二硫属化物）中磁各向异性的上限是自旋电子学研究的核心。在本文中，原子尺度的垂直磁各向异性高达每原子100毫电子伏的数量级，这是远远超过通常获得的值在石墨烯和原始的过渡金属二硫属化物，证明在个别钌和锇吸附原子在二硫化钼中的单硫空位。我们进一步提出了一个唯象模型，其中涉及钼a1和吸附原子e'轨道之间的杂化的自旋态转变是磁化重取向的一种可能机制。
2016-04-16 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio phonon self-energies and fluctuation diagnostics of phonon anomalies: Lattice instabilities from Dirac pseudospin physics in transition metal dichalcogenides
我们提出了一个从头计算方法的声子自能和它们的波动诊断，这使我们能够识别声子异常背后的电子过程。应用到过渡金属-二硫属化物单层1H-TaS $_2$揭示了声学声子与来自孤立的低能金属带的电子之间的耦合完全是声子异常的原因，例如在这种材料中观察到的模式软化和相关的电荷密度波。我们的分析使我们能够区分不同的模式软化机制，包括矩阵元素的影响，费米面嵌套，和范霍夫的情况。我们发现，矩阵元素的影响，起源于一种特殊类型的狄拉克赝自旋纹理控制的电荷密度波物理在1H-TaS $_2$和类似的过渡金属dichalcogenides。
2021-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Transport properties of semimetallic transition metal dichalcogenides
外尔半金属需要时间反演对称性（TRS）或晶格反转对称性的破缺。当TRS和反演对称共存时，可能存在一对简并的Weyl点，导致相应的Dirac半金属相。换句话说，狄拉克半金属态可以看作是外尔半金属态的两个副本。在本论文中，我们研究碲基化合物，如Weyl半金属候选MoTe 2和狄拉克半金属候选PtTe 2的过渡金属二硫族化合物的家庭。
2018-07-22 cond-mat.mtrl-sci
Electrostatic control of the trion fine structure in transition metal dichalcogenide monolayers
在低维掺杂的过渡金属二硫属化合物（TMDC）单层膜中，带电激子（trions）对光谱的形成是必不可少的。使用直接对角化的三体哈密顿量，我们探讨了四种类型的TMDC ML中的低洼trion态。结果表明，三电子精细结构是单粒子带的自旋谷精细结构与组成粒子间交换作用相互作用的结果。我们表明，通过掺杂和介电环境的变化，可以调谐的trion能量精细结构，导致反交叉的亮和暗状态的TMDC ML的光谱的实质性影响。
2021-04-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Stability of metallic edges and Fermi-level pinning in transition-metal dichalcogenide nanoribbons
MoS $_2$的纳米带呈现出独特的电子结构，该电子结构由金属边缘限定的半导体块体组成;这同样适用于其他过渡金属二硫属化物（TMD）（Mo-、W-、S $_{2}$、Se $_{2}$）。我们进行第一性原理计算的TMD纳米带与重建之字形金属终止的边缘，包含硫族吸附原子。当硫族元素的化学势接近固体的能量时，所有的纳米棒都具有正的边能，而当化学势高时，所有的纳米棒都具有负的边能。用两个硫族元素吸附原子的重建预计是最稳定的一个。在所有纳米带中，在其边缘附近发现金属相，该金属相的费米能级低于2D材料的费米能级。
2016-11-29 cond-mat.mtrl-sci
Modulation doping and control the carrier concentration in 2-dimensional transition metal dichalcogenides
针对二维过渡金属二硫化物（TMDs）可控掺杂难题，提出可通过传统栅极介电氧化物掺杂候选元素实现TMD沟道p型/n型掺杂，经第一性原理计算验证Ni掺杂HfO₂可调制WSe₂空穴浓度，为TMD基晶体管商业化提供支撑。
2025-04-18 cond-mat.mtrl-sci
Tunable plasmon-enhanced second-order optical nonlinearity in transition metal dichalcogenide nanotriangles
发展具有高非线性极化率的纳米材料是非线性纳米光子学的关键。我们发现，过渡金属-二硫属化物（TMD）纳米三角形有一个大的有效的二阶极化率[ $χ^{(2)}$ ]在中红外到近红外频率，由于其破缺的中心对称性。$χ^{(2)}$在考虑耗散和屏蔽的密度矩阵形式中计算。$χ^{(2)}$在双光子共振（由几何结构指定）和等离子体共振（通过载流子密度可调谐）附近具有峰值。对齐的共振产生高达$10^{-6}$ m/V的$χ^{(2)}$的值。这些发现强调了非线性纳米光子学，特别是二次谐波产生的TMD纳米三角形的潜力。
2021-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Semiconductor-metal transition in semiconducting bilayer sheets of transition metal dichalcogenides
利用第一性原理计算，我们表明，半导体过渡金属二硫属化物（TMD）的双层片的带隙可以通过施加垂直压缩压力平滑地降低。这些材料在临界压力下经历普遍可逆的半导体到金属（S-M）转变。S-M跃迁是由于层间相互作用通过金属到硫族元素的电荷转移而引起的费米能级的简并度的提升。利用混合泛函和GW方法对S-M跃迁进行带隙修正后，仍能再现S-M跃迁。在宽能量范围内以受控方式调节TMD带隙的能力为其在一系列应用中的使用开辟了可能性。
2012-08-17 cond-mat.mtrl-sci
Intersubband electric dipole spin resonance in transition metal dichalcogenide heterobilayers
L. D. Landau Institute for Theoretical Physics（列夫·朗道理论物理研究所）；Ioffe Institute（约费研究所）
研究了过渡金属二硫化物异双层中电偶极子自旋共振现象，通过分析对称性发现异双层的降低对称性使电场能够耦合传导带自旋亚带，提出了光学选择规则，并揭示了自旋轨道耦合诱导的布洛赫态混合机制，导致非零动量矩阵元和有效哈密顿量中的自旋依赖项，即拉沙效应，且电偶极子自旋翻转速率远高于磁偶极子自旋翻转速率。
2026-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Origin of the Counterintuitive Dynamic Charge in the Transition-Metal Dichalcogenides
本文基于密度泛函理论研究了过渡金属二硫族化合物的化学成键特性。三角形过渡金属二硫属化物的动态电荷非常大，而在它们的六方对应物中，它们的符号甚至是违反直觉的，即过渡金属带负电荷。这种现象不能简单地用静态原子电荷的变化来理解，因为它是局部极化变化的结果。我们提出了我们的理论理解这些现象的基础上的微扰系统的静态电场的响应，并通过调查附近的费米能级的分子轨道的杂化。此外，我们还建立了有机化学中玻恩有效电荷的符号与$π$ -背键之间的联系，并提出了一种实验方法来验证过渡金属二硫族化合物中动力学电荷的符号.
2017-02-12 cond-mat.mtrl-sci
Atom-level design strategy for hydrogen evolution reaction of transition metal dichalcogenides catalysts
本研究针对过渡金属二硫化物析氢反应催化剂，通过分析150种掺杂体系的氢吸附自由能变化根源，提出早期掺杂用电荷调控、晚期掺杂用结构调控的原子级设计策略。
2023-06-15 cond-mat.mtrl-sci
Local-field effects on the plasmon dispersion of two-dimensional transition metal dichalcogenides
二维过渡金属二硫属化合物（TMD）作为石墨烯的替代物，在光电子领域具有很高的应用潜力，正受到越来越多的关注。在这里，我们考虑两个原型的金属二维TMD，NbSe $_2$和TaS $_2$。使用第一性原理的方法，我们调查的本地化带内$d$等离子体激元的均匀电子气的基础上，不能建模的属性。最后，我们通过带间跃迁和局域场效应之间的相互作用讨论了降维对等离子体色散的影响。这一结果可以用来调整这些新型2D材料的等离子体特性。
2013-12-11 cond-mat.mtrl-sci
