Electrically tunable stacking domains and ferroelectricity in moiré superlattices
叠层畴是由于层间范德华力和层内弹性力的竞争而在叠层超晶格中形成的，它可以被认为是由于无中心对称双层膜中的局部自发极化而形成的极性畴。我们提出了一个理论模型，它捕捉到的影响，施加电场上的域结构。自发极化和场的耦合导致畴的不均匀弛豫，在非零场下超晶格中出现净极化，这对莫尔周期很敏感。我们表明，介电响应的字段减少堆叠能量，并导致在所有双层软域。然后，我们讨论了最近的铁电性的背景下，我们的模型。
2021-11-15 cond-mat.mes-hall
Phonon-induced Markovian and non-Markovian effects on absorption spectra of moiré excitons in twisted transition metal dichalcogenide bilayers
Institute of Solid State Theory, University of Münster（明斯特大学凝聚态理论研究所）；Department of Physics, University of Münster（明斯特大学物理系）
研究揭示了扭曲双层中莫尔激子的声子耦合随扭角变化，影响吸收光谱特性，发现小扭角时非马尔可夫极化动态主导，大扭角时马尔可夫过程主导，同时多条激子带散射影响吸收峰。
2026-01-09 cond-mat.mes-hall
Theory of tunable flux lattices in the homobilayer moiré of twisted and uniformly strained transition metal dichalcogenides
电子内部自由度的空间织构对材料的性能有着深刻的影响。这种纹理在真实空间中可以表现为一个新兴的磁场（或Berry曲率），这是预期诱导有趣的谷/自旋相关的输运现象。莫尔条纹是二维原子晶体界面上的一种空间变化，它为研究这种真实空间的Berry曲率效应提供了一个天然的平台。在这里，我们研究莫尔结构中形成的同质双层过渡金属二硫属化物（TMD）由于扭曲，各种均匀的应变分布，以及它们的组合，其中电子可以驻留在任何一层的层指数作为一个内部的自由度。层赝自旋在莫尔超晶胞中表现出涡旋/反涡旋织构，导致巨大的几何磁场和标量势。在几何图像中，莫尔磁场被发现为分别为面外赝自旋和面内赝自旋取向的梯度的叉积。我们发现了均匀应变的双重作用：除了是均匀双层中的莫尔原子纹理的原因之外，它还贡献了一个伪规范势，该伪规范势修改了层间耦合的局部相位。因此，应变可以用来调整的平面内的伪自旋纹理，而层间偏置调谐的平面外的伪自旋，我们展示了如何莫尔磁场的空间分布，强度和通量每个超晶胞可以工程。通过几何标量校正，标量势的景观也可以与莫尔磁场一起设计，形成不同的有效晶格结构。这些特性使得TMD莫尔结构有望构建用于传输和拓扑材料应用的可调谐通量晶格。
2020-06-03 cond-mat.mes-hall
Layer-dependent transport properties in the Moiré of strained homobilayer transition metal dichalcogenides
本文基于低能模型研究应变同双层 TMDs 莫尔纳米带，揭示应变与垂直电场对层内/层间透射及层极化的调控机制。
2024-02-29 cond-mat.mes-hall
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
Electrically tunable topological transport of moiré polaritons
过渡金属二硫属化物异质双层中的莫尔层间激子具有能够静电控制其流动的永久电偶极子和在莫尔景观中空间变化的光学偶极子。我们发现二维平面腔中的莫尔层间激子与光子的杂交导致了两种类型的莫尔极化激元，它们表现出不同形式的拓扑输运现象，包括自旋/谷霍尔效应和极化霍尔效应，其特征在于通过层间偏压控制激子-腔失谐而具有显著的电调谐性。
2020-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Moiré quantum chemistry: charge transfer in transition metal dichalcogenide superlattices
过渡金属二硫属化物（TMD）双层膜是近年来发展起来的一种用于研究和设计相关电子物理的可调谐莫尔系统。在这项工作中，通过结合大规模的第一性原理计算和连续介质模型方法，我们提供了一个电子结构理论，映射到双原子晶体的阳离子和阴离子的长周期异质双层TMD超晶格。我们发现，莫尔势和库仑相互作用之间的相互作用导致填充依赖的电荷转移之间的MM和MX区域相距几纳米。我们表明，在最近的实验中发现在半填充的绝缘状态WSe $_2$ /WS $_2$是一个电荷转移绝缘体，而不是莫特-哈伯德绝缘体。我们的工作揭示了摩尔量子化学中简单性的丰富性。
2020-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Interferences of electrostatic moiré potentials and bichromatic superlattices of electrons and excitons in transition metal dichalcogenides
近年来的实验研究表明，过渡金属二硫属化物（TMD）中电子和激子云纹超晶格在量子多体模拟和量子光学应用中具有巨大的潜力。在这里，我们揭示了在TMDs异质结构的莫尔电位景观有一个静电起源的自发电荷转移的异质界面依赖于原子注册表。这允许通过来自多层中独立可配置的异质界面的莫尔势的干涉来工程化可调谐的多色超晶格。我们展示了MX2/M 'X'2/MX2三层膜中谷电子、空穴和层间三离子的双色莫尔势的例子，这些三层膜可以从多轨道周期性超晶格应变切换到准周期性无序景观。三层莫尔条纹还拥有两个独立配置的中性激子三角形超晶格，具有相反的电偶极子。这些发现极大地丰富了TMDs云纹作为量子模拟平台的通用性和可控性。
2020-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Competing magnetic states in transition metal dichalcogenide moiré materials
小扭转角过渡金属二硫属化物（TMD）异质双层形成孤立的平坦莫尔条纹，其近似由三角晶格广义哈伯德模型[PhysRevLett.121.026402]描述。在这篇文章中，我们将探讨在不同的控制条件下出现的金属态和绝缘态，密度为每个摩尔周期一个电子，以及它们之间的转换。通过结合完全自洽的Hartree-Fock理论计算与原子极限附近的强耦合展开，我们确定了四个不同的磁状态和一个磁状态附近的模型相图的金属-绝缘体相变线。铁磁绝缘状态，稳定的非本地直接交换相互作用，是令人惊讶的突出。
2021-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Interlayer hybridization and moiré superlattice minibands for electrons and excitons in heterobilayers of transition-metal dichalcogenides
几何莫尔图案，一般用于具有相似晶格结构但晶格常数略有不同的二维（2D）晶体的几乎对齐的双层，导致电子态的区带折叠和迷你带形成。在这里，我们表明，在$\mathrm{MoSe}_2/\mathrm{WS}_2$和$\mathrm{MoTe}_2/\mathrm{MoSe}_2$异质双层的带边缘的功能对齐的莫尔超晶格（mSL）效应增强共振层间杂化，并预期在扭曲的均匀双层的TMD，包括狭窄的迷你带接近实际的带边缘的例子类似的功能。这种杂化决定了过渡金属二硫属化物（TMD）异质结构中层间激子的光学活性，以及激子光谱中的能量位移。我们发现，共振杂化激子（hX）的能量应显示一个尖锐的调制作为层间扭曲角的函数，伴随着umklapp电子-光子相互作用与mSL所造成的额外的光谱特征。我们分析了共振增强的mSL功能的外观在吸收和发射光的层间激子杂化层内A和B激子在$\mathrm{MoSe}_2/\mathrm{WS}_2$，$\mathrm{MoTe}_2/\mathrm{MoSe}_2$，$\mathrm{MoSe}_2/\mathrm{MoS}_2$，$\mathrm{WS}_2/\mathrm{MoS}_2$，和$\mathrm{WSe}_2/\mathrm{MoSe}_2$。
2019-03-28 cond-mat.mes-hall
Measurements of Correlated Insulator Gaps in a Transition Metal Dichalcogenide Moiré Superlattice
本研究利用微波阻抗显微术并借助石墨烯 Landau 量子化，直接测量双栅 WS2/WSe2 莫尔双层中多种关联绝缘态的热力学能隙，发现其对外加电场不敏感。
2023-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological Insulator in Twisted Transition Metal Dichalcogenide Heterotrilayers
该研究证明扭转三层过渡金属硫族化合物在C6对称莫尔势下可实现拓扑绝缘体相，为实验实现拓扑相提供了新途径。
2024-10-09 cond-mat.mes-hall
Theory of optical absorption by interlayer excitons in transition metal dichalcogenide heterobilayers
本文提出了过渡金属二硫族化合物异质双分子膜层间激子的光吸收理论。该理论解释了小的相对旋转的存在，这些旋转在位于不同层的电子和空穴带之间产生动量转移，以及真实空间中的莫尔图案。由于动量转移，光学活性层间激子位于莫尔布里渊区的拐角处，而不是其中心，并且如果各个层是平移不变的，则将具有椭圆光学选择规则。通过耦合不同质心动量的激子，激子莫尔势能恢复了圆光学选择规则。各种各样的层间激子与两个意义上的圆形的光学活性，并通过扭转角可调的能量，存在于每个谷。最低能量的激子态通常位于激子势能最小值附近。我们讨论了使用莫尔图案来实现几乎相同的量子点的可扩展的二维阵列的可能性。
2018-01-17 cond-mat.mes-hall
Layer Pseudospin Magnetism in Transition-Metal-Dichalcogenide Double-Moirés
二维双层膜中的层赝自旋的自发序在量子霍尔系统中很常见，在具有伊辛序的状态下，它负责对门场的滞后响应，并且在具有XY（自发层间相位相干性）序的状态下产生巨大的拖曳电压。在这篇文章中，我们预测层赝自旋序也将出现在双云纹强关联的二维电子系统。我们评论的相似性和差异，在量子霍尔和双莫尔系统的两种类型的顺序之间的竞争，并将我们的研究结果与以前的工作Falicov-Kimball模型的电子铁电体。
2022-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological insulators in twisted transition metal dichalcogenide homobilayers
我们发现，扭曲的同质双层的莫尔带可以是拓扑非平凡的，并说明通过研究的价带态在$\pm K$谷扭曲的双层过渡金属二硫属化物，特别是双层MoTe $_2$的趋势。由于单层价带顶处的大的自旋轨道分裂，扭曲双层MoTe $_2$在$+K$（$-K$）谷处的低能价态可以使用具有具有莫尔周期的层赝自旋磁场$\boldsymbolΔ(\boldsymbol{r})$的双带模型来描述。我们证明了$\boldsymbolΔ(\boldsymbol{r})$在实空间中具有拓扑非平凡的skyrmion晶格织构，并且最顶部的莫尔价带提供了Kane-Mele量子自旋霍尔模型的实现，即，二维时间反演不变的拓扑绝缘体。由于能带在小的扭曲角下变窄，所以在每个摩尔单元的整数个电子数下可以出现丰富的对称性破缺绝缘态。
2019-02-11 cond-mat.mes-hall
Berry curvature, spin Hall effect and nonlinear optical response in moiré transition metal dichalcogenide heterobilayers
最近，在AB叠层MoTe $_2$ /WSe $_2$异质结中，实验观察到了拓扑平带和自旋霍尔效应。本文系统地研究了过渡金属二硫属化物（TMD）异质双分子膜中的Berry曲率效应。我们指出，远导带的莫尔势会在价带上产生相当大的周期性赝磁场。该周期性保偏光纤在莫尔布里渊区的每个谷中产生净贝里曲率通量。Berry曲率效应和自旋谷锁定效应的结合可以诱导实验中观察到的自旋霍尔效应。有趣的是，由保偏光纤产生的谷对比Berry曲率分布可以通过移位电流来探测，移位电流是由线性偏振光通过非线性响应引起的DC电流。我们的工作揭示了在波纹TMD异质双分子层中由Berry曲率引起的新的量子现象。
2023-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
$Γ$-Valley Transition-Metal-Dichalcogenide Moirè Bands
大多数第VI族过渡金属二硫属化物薄膜的价带最大值保持在$Γ$ -点的所有方式从体到双层。在本文中，我们发展了一个连续理论的莫尔带形成的$Γ$ -谷同质双层膜的价带中的一个小的相对扭曲。我们的有效理论是基准对大规模从头计算的电子结构计算，占晶格弛豫。作为一个涌现的$D_6$对称性的结果，我们发现，低能量$Γ$ -谷莫尔孔定性地不同于他们的K-谷对应前面提到的;在能量顺序的前三个带实现i）蜂窝晶格上的单轨道模型，ii）蜂窝晶格上的双轨道模型，和iii）kagome晶格上的单轨道模型。
2020-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The moiré potential in twisted transition metal dichalcogenide bilayers
莫尔超晶格是新兴现象的游乐场，如带态的局部化，超导性和激子的局部化。这些超晶格很大，并且通常在零角极限下建模，这掩盖了有限扭转角的影响。在这里，通过第一性原理计算，我们量化的扭曲角的摩尔势在MoS $_2$ homobilayer的依赖性，并确定从摩尔势的组成元素的贡献。此外，通过考虑零角极限配置，我们表明，摩尔势是相当均匀的过渡金属二硫属化物（TMD），并简要讨论了单独的影响，电位移动和杂化的双层杂化激子。我们发现，在TMDs的莫尔电位表现出的静电分量和杂化组件，这是交织在一起，并在布里渊区的不同部分有不同的相对强度。莫尔势的静电分量是变化的偶极场，其具有强的扭转角依赖性。在某些情况下，杂交分量可以被解释为隧穿速率，但该解释通常不适用于整个布里渊区。
2022-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spontaneous fractional Chern insulators in transition metal dichalcogenides Moire superlattices
在二维异质结构中实现的莫尔超晶格为研究强关联电子态提供了一个令人兴奋的平台。本文研究了具有时间反演对称性和非平凡自旋{/valley}-Chern数的过渡金属二硫属化物（TMD）Moir{é}超晶格。利用实际材料参数和精确对角化方法，我们发现在一定的扭转角和分数填充下，分数陈氏绝缘体，自然{稳定}通过简单地引入库仑排斥。分数量子霍尔系统的时间反演对称性必须被显式破缺，而分数量子霍尔系统的时间反演对称性是自发破缺的。{We结果表明，在相反的山谷中的陈数对比对分数陈绝缘体的性质和相关的低能激发施加了强烈的约束。我们还提出在夹在非线性介质中的TMD Moir{é}超晶格中实现非阿贝尔Moore-Read态。
2021-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Moiré and beyond in transition metal dichalcogenide twisted bilayers
通过堆叠相同或不同的二维（2D）层来制造范德华（vdW）双层异质结构（BL-HS）提供了具有丰富的电子和光学性质的独特物理系统。组件层之间的扭转角已经成为一个显着的参数，可以控制横向约束的周期，以及在倒易空间中的激子（库仑束缚的电子-空穴对）的性质，从而产生奇异的物理状态，包括莫尔激子。在这篇综述文章中，我们集中在过渡金属二硫族化物（TMD）半导体扭转BL-HS中激子的光电性质。我们看看现有的证据莫尔激子在本地化和强相关的状态，并在纳米级的莫尔超晶格和晶格重构映射。这篇评论将有助于指导社区以及激励工作领域，如近场光学测量和控制新的物理状态的创建。
2020-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
One-Dimensional Moiré Excitons in Transition-Metal Dichalcogenide Heterobilayers
从角度和/或晶格失配形成界面莫尔图案已经成为在范德瓦尔斯异质结构中设计一系列量子现象的有力方法。对于过渡金属二硫属化物（TMDC）异质双层膜中的长寿命和谷极化层间激子，最近的实验研究中已经报道了摩尔景观的量子限制特征。这种莫尔限制为定制新的激子系统提供了令人兴奋的可能性，例如零维（0 D）量子发射器的有序阵列及其耦合到拓扑超晶格中。莫尔势的一个显著特性是它对应变的戏剧性响应，其中小的单轴应变可以将量子点状的0 D陷阱阵列调谐成一维（1D）量子线的平行条纹。在这里，我们提出了直接的证据，从真实空间成像和相应的1D莫尔激子的MoSe 2/WSe 2异质双层膜的光致发光（PL）发射的1D莫尔电位。而0 D莫尔激子显示量子发射体样尖锐的PL峰与圆偏振，从一维莫尔激子的PL发射具有线性偏振和两个数量级的强度更高。这里提出的结果建立应变工程作为一个强大的新方法来定制莫尔电位以及他们的光学和电子响应的需求。
2020-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Flat and tunable moire phonons in twisted transition-metal dichalcogenides
该研究以扭曲过渡金属二硫化物同质双层膜为对象，发现电场可调控非中心对称材料莫尔超晶格的声子色散，得到软化相子模与平坦光学声子模，揭示其手性特征并探讨对电子性质的影响。
2024-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Kagome chiral spin liquid in transition metal dichalcogenide moiré bilayers
本文针对过渡金属二硫化物莫尔双层在 3/4 填充下形成的笼目电荷序，推导有效自旋模型，并通过密度矩阵重整化群模拟证明 WSe2/WS2 可实现手性自旋液体和笼目自旋液体，为研究自旋液体物理提供了新平台。
2023-07-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electrically Programmable Correlated Topology and Magnetism in a Moiré Trilayer
University of Washington（华盛顿大学）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）
通过交替扭曲三层MoTe₂中的位移场，实现了对莫尔能带晶格、带宽和拓扑的电学调控，观察到关联绝缘体、双交换铁磁、自旋极化子、反铁磁以及整数和分数量子反常霍尔效应。
2026-06-23 cond-mat.mes-hall
Mott insulators in moiré transition metal dichalcogenides at fractional fillings: Slave-rotor mean-field theory
本文通过 slave-rotor 平均场理论研究莫尔过渡金属二硫化物在分数填充下的莫特绝缘体，揭示维格纳晶体、自旋液体与二聚体态，并探讨其实验特征。
2023-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Emergent inhomogeneity and non-locality in a graphene field-effect transistor on a near-parallel moire superlattice of transition metal dichalcogenides
本文研究了3R堆叠扭曲双层WSe2上双栅极石墨烯场效应晶体管的电输运，发现界面铁电性引发的电荷非均匀性与非局域边缘输运，为twistronic应用提供了新器件架构。
2024-05-28 cond-mat.mes-hall
Optically and electrically controllable adatom spin-orbital dynamics in transition metal dichalcogenides
我们分析了自旋谷耦合，轨道物理和磁各向异性发生在半导体过渡金属dichalcogenides，MX $_2$（M = Mo，W; X = S，Se）的单磁原子吸附的相互作用。轨道选择规则变成支配的MX $_2$中的吸附原子和电荷载流子之间的动力学交换耦合，并导致高度依赖于轨道的自旋翻转散射率，如我们所示的过渡金属吸附原子与$d^9$配置的例子。我们的从头计算表明，$d^9$配置是可实现的单一的钴，铑，或铱吸附原子的MoS $_2$，另外表现出相当大的磁各向异性。我们发现，吸附原子与MX $_2$中的载流子的相互作用允许将其行为从具有完全近藤屏蔽的量子区域调整到“伊辛自旋电子学”区域，其中其自旋轨道矩充当经典位，其可以被擦除和写入电子和光学。
2017-06-26 cond-mat.mes-hall
Leaky exciton condensates in transition metal dichalcogenide moiré bilayers
我们表明，当激子在具有间接带隙的材料中形成玻色-爱因斯坦凝聚体时产生的“暗凝聚体”对于光发射并不完全黑暗。相反，这种状态是“泄漏凝聚”，其中光发射是由多体相互作用促进的。我们分析了这些泄漏的凝聚物的性质的上下文中的扭曲的双层过渡金属dichalcogenides，主机强烈相互作用的激子和间接的带隙。我们表明，这种相互作用驱动的“泄漏”发射在低温下占主导地位的光致发光，具有鲜明的定性特征。最后，我们提出，在这些材料中，独特的谷间物理可以导致晶体的破坏激子有序，与光学过程的影响。
2022-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
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
Pressure--enhanced fractional Chern insulators in moiré transition metal dichalcogenides along a magic line
本研究通过连续模型精确对角化结合从头算方法，发现对转角WSe₂施加压力可提升ν=1/3填充下分数陈绝缘体的多体能隙与稳定区，提出压力-转角相图中存在带宽最小且量子几何接近理想陈能带的魔线，结论可推广至其他转角过渡金属二硫化物同质双层。
2023-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Atomic relaxation and flat bands in strain-engineered transition metal dichalcogenide bilayer moiré systems
本文研究应变TMD同质双层莫尔体系的原子弛豫与电子结构，揭示拉伸孤子、星形缺陷及价导带边缘平带，并验证波函数局域化与实验一致。
2025-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dynamical Mean Field Theory of Moiré Bilayer Transition Metal Dichalcogenides: Phase Diagram, Resistivity, and Quantum Criticality
我们提出了一个全面的动态平均场研究的三角晶格莫尔哈伯德模型，这被认为是代表莫尔双层过渡金属二硫属化物的物理。在这些材料中，能带结构的重要方面，包括带宽和van Hove奇点的顺序和位置，可以通过改变层间电位来调整。我们提出了一个磁性和金属-绝缘体相图和电阻率的温度，带填充和层间电位的依赖关系的详细研究。我们发现在相图的不同区域，输运表现出费米液体、奇异金属和量子临界行为。具体地说，我们发现，立方根范霍夫奇点（$ρ(ε) \sim|ε|^{-1 / 3}$）给出了一个奇怪的金属行为与$T$ -线性散射率和$ω/T$标度。我们展示了磁序如何影响电阻率。我们的结果阐明了最近在扭曲的同质双层WSe $_2$和异质双层MoTe $_2$ /WSe $_2$实验中观察到的关联态和金属-绝缘体连续跃迁的物理性质。
2022-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Moiré-Driven Interfacial Thermal Transport in Twisted Transition Metal Dichalcogenides
Wuhan University（武汉大学）；The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）
研究揭示了扭角对双转金属二硫化物界面热输运的影响，提出理论模型显示热导率与扭角呈指数关系，为热管理优化提供新思路。
2025-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nematic excitonic insulator in transition metal dichalcogenide moiré heterobilayers
本文研究了TMD莫尔异质双层中库仑相互作用对位移场诱导拓扑相变的影响，发现向列激子绝缘体相会先于拓扑相变出现，并通过统一双带模型揭示了其与陈绝缘体相竞争源于s波与p波激子能量次序的切换。
2023-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin-valley locked instabilities in moire transition metal dichalcogenides with conventional and higher-order Van Hove singularities
最近的实验已经观察到相关的绝缘和可能的超导相在扭曲的同质双层过渡金属二硫属化物（TMD）。除了由于固有的伊辛自旋轨道耦合的自旋谷锁定的莫尔带，同质双层莫尔TMD还具有对数或幂律发散的范霍夫奇点（VHS）附近的费米面，可控制的外部位移场。前者和后者分别被称为传统和高阶VHS。在这里，我们进行了微扰重整化群（RG）分析，无偏地研究占主导地位的不稳定性，在同双层TMD的常规和高阶VHS的情况下。我们发现，自旋谷锁定在很大程度上改变了RG流，并导致意外的不稳定性，在相应的广泛研究的石墨烯为基础的莫尔系统，如自旋和谷极化铁磁性和拓扑超导混合宇称。特别是，对于两个高阶VHS的情况下，我们发现一个自旋谷锁定驱动的金属态没有对称性破缺的TMD，尽管发散裸磁化率。我们的研究结果显示了自旋谷锁定如何显着影响RG分析，并表明莫尔TMD是实现各种相互作用引起的自旋谷锁定相的合适平台，突出了与研究充分的石墨烯基莫尔系统根本不同的物理学。
2021-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Relaxation-driven flat bands and topology in moiré transition metal dichalcogenide heterobilayers
University of Minnesota（明尼苏达大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Boston College（波士顿学院）
该研究针对摩尔TMD异双层，开发了分解晶格弛豫的连续介质模型，揭示其拓扑由本征弛豫驱动，发现赝磁场可产生陈数±1的能隙，为拓扑材料及相关量子态研究提供新框架。
2026-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
Electrically Tunable Localized versus Delocalized Intralayer Moiré Excitons and Trions in a Twisted MoS$_2$ Bilayer
在扭曲的范德华同质和异质结构中，莫尔超晶格诱导的子带控制着它们的光学和电学性质，从而产生额外的自由度，如扭曲角。在这里，我们证明了在扭曲的双层的H型堆叠在边缘扭曲角的MOS $_2$层内激子和trions的云纹超晶格效应。我们确定的发射从本地化和多个离域子带的层内莫尔激子，并显示其电调制相应的trion形成。莫尔激子的振子强度的电控制也导致共振拉曼散射的强可调谐性。我们发现，栅极诱导的掺杂显着调制的电子莫尔电位，但离开激子莫尔约束不变。这种效应，再加上通过调节光激发密度的可变莫尔陷阱填充，使我们能够描绘出局域和离域莫尔条纹的不同相位。我们证明了莫尔激子表现出强烈的谷相干性，在一个惊人的非单调的W-形状与门控由于运动变窄的变化。这些观察从同步静电控制的准粒子依赖的莫尔势将导致在莫尔超晶格中的可调谐多体现象的激发效应。
2022-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Engineering Tunable Kagome Moiré Superlattices in Twisted Transition Metal Dichalcogenides
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）
本文提出利用过渡金属二硫化物的扭曲三层结构构建可调Kagome莫尔超晶格的实验方案，可通过扭转角与静电门控调控相关特性，为研究强关联与拓扑现象提供新平台。
2026-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological Exciton Bands in Moiré Heterojunctions
莫尔图案在范德瓦尔斯异质结构中很常见，并且可以用于将周期性势应用于元激发。我们表明，过渡金属二硫属化合物双层的光学吸收光谱会因长周期莫尔图案而发生深刻改变，这些图案引入了依赖于扭曲角的卫星激子峰。支持手性激子边缘态的具有非零陈数的拓扑激子带可以通过组合三种成分来设计：i）由电子-空穴交换相互作用诱导的谷Berry相，ii）莫尔势，以及iii）谷塞曼场。
2017-03-18 cond-mat.mes-hall
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
Ferroelectric Quantum Point Contact in Twisted Transition Metal Dichalcogenides
University of Minnesota（明尼苏达大学）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）
研究通过量子点接触探测单个铁电莫尔域，揭示其铁电行为与动态，为可调铁电量子器件发展奠定基础。
2026-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chiral limit and origin of topological flat bands in twisted transition metal dichalcogenide homobilayers
本文研究扭转TMD同质双层中拓扑平带的形成机制，通过有质量Dirac理论的手征极限揭示单层Berry曲率诱导的层-轨道耦合可产生非零Chern数的严格平带。
2024-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magic in twisted transition metal dichalcogenide bilayers
具有扭曲二维结构的长波长莫尔超晶格已经成为强关联电子物理研究的一个高度可调的平台。本文采用第一性原理密度泛函理论、连续介质模型和Hartree-Fock近似相结合的方法，研究了扭曲过渡金属双硫族化合物均质膜中的莫尔带，重点研究了WSe $_2$在小扭曲角下的莫尔带.我们揭示了丰富的物理在小扭曲角$θ<4^\circ$，并确定一个特定的魔角，在该顶部价莫尔带实现几乎完美的平坦度。在这个魔角附近，我们预测实现了一个广义的凯恩-梅勒模型的拓扑平带，相互作用驱动的Haldom绝缘体，和莫特绝缘体在每个莫尔晶胞填充一个孔。平坦色散和魔角附近Berry曲率的均匀性的结合为在分数填充下实现分数量子反常霍尔效应提供了希望。我们还确定了扭转角有利于量子自旋霍尔绝缘体和相互作用诱导的量子反常霍尔绝缘体在其他整数填充。
2021-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Atomic reconstruction and moiré patterns in transition metal dichalcogenide van der Waals heterostructures
范德华层状材料，如过渡金属二硫属化物（TMD），是一类令人兴奋的材料，具有弱层间键合，使人们能够创建范德华异质结构（vdWH）。最近的工作表明，控制层之间的扭转角可以对vdWH特性产生显著影响。对于TMD vdWH，扭转角仅通过使用刚性晶格莫尔图案来处理。迄今为止，实验上还没有报道过原子重构，即单个层内原子的任何重排。在这里，我们证明了扭转角小于1°的MoSe 2/WSe 2和MoS 2/WS 2的vdWH经历了显著的原子级重构，导致由窄畴壁划分的离散相称畴，而不是如先前工作中假设的平滑变化的刚性晶格莫尔图案。使用导电原子力显微镜（CAFM），我们表明，两个TMD晶体的堆叠方向对原子重构有着深远的影响，与最近的石墨烯/石墨烯和MoS 2/MoS 2结构的理论工作和石墨烯双层和hBN/graphene vdWH的实验工作一致。透射电子显微镜（TEM）提供了MoSe 2/WSe 2结构中原子重构的额外证据，并展示了大角度刚性晶格莫尔图案和小角度原子重构之间的过渡。我们用密度泛函理论计算了相应重构畴的能带结构，发现相对电子带边的调制与CAFM结果和重构vdWH的光致发光光谱一致. TMD异质结构中原子重构的存在以及所观察到的对纳米尺度电子性质的影响为这类重要的异质结构的行为提供了基本的见解。
2019-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dynamic generation of spin spirals of moiré trapped carriers via exciton mediated spin interactions
叠层过渡金属二硫属化物（TMD）形成莫尔超晶格为探索莫尔俘获载流子的多体关联现象提供了令人兴奋的机会。另一方面，TMDs双层中存在长寿命的层间激子（IX），这是一种具有长自旋谷寿命的基本激发，可以通过光学或电学注入。在这里，我们发现，通过移动IX和载流子之间的库仑交换，IX浴可以介导海森堡和Dzyaloshinskiii-Moriya型的摩尔陷阱载流子之间的自旋相互作用，分别由激子密度和激子自旋电流控制。我们表明，强海森堡相互作用，和非常长的范围Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用在这里可以共同建立强大的自旋螺旋磁秩序Mott-Wigner晶体状态在各种填充因子，螺旋方向控制的激子电流。
2022-12-08 cond-mat.mes-hall
Optoelectronics with electrically tunable PN diodes in a monolayer dichalcogenide
用于电子学和光电子学的最基本器件之一是PN结，其提供二极管、双极晶体管、光电探测器、LED和太阳能电池以及许多其它器件的功能元件。在传统的PN结中，半导体的相邻p型和n型区域通过化学掺杂形成。然而，具有双极电导的材料允许通过静电门控来配置和修改PN结。这种电气控制使单个设备具有多种功能。在这里，我们报告双极单层WSe 2设备中，两个本地门被用来定义一个PN结内的表WSe 2的排他性。利用这些电可调的PN结，我们展示了理想因子优于2的PN和NP二极管。在光激发下，二极管显示出210 mA/W的光电探测响应度和光伏发电的峰值外量子效率为0.2%，有希望的数字为一个几乎透明的单层片在横向设备的几何形状。最后，我们展示了基于单层WSe 2的发光二极管。这些器件为基于双极性二硫属化物材料的普遍存在的、超薄的、柔性的和几乎透明的光电和电子应用提供了基本的构建块。
2013-10-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bandwidth-Limited Critical Currents in Electrically Tunable Moiré Bands
ICFO - Institut de Ciències Fotòniques, The Barcelona Institute of Science and Technology（光子科学研究所，巴塞罗那科学技术研究院）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；National Graphene Institute, University of Manchester（国家石墨烯研究所，曼彻斯特大学）；Dept. of Physics & Astronomy, University of Manchester（物理与天文学系，曼彻斯特大学）；COMMIT, Department of Physics and NANOlight Center of Excellence, University of Antwerp（安特卫普大学物理系及NANOlight卓越中心）
通过实验和理论模型，展示了在双层石墨烯与六方氮化硼对齐的莫尔超晶格中，临界电流随价带带宽的减小而显著降低，揭示了带宽与高电流输运的直接联系，并建立了带宽演变的快速电学探测方法。
2026-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Large-scale mapping of moiré superlattices by Raman imaging of interlayer breathing mode and moiré phonons
莫尔超晶格可以在扭曲的范德华材料中诱导相关电子相。强关联的量子现象出现，如超导性和莫特绝缘态。然而，通过人工堆叠产生的莫尔超晶格可能非常不均匀，这阻碍了莫尔周期与新兴的电学和光学性质之间的明确相关性的发展。在这里，我们证明了在扭曲双层过渡金属二硫属化物，低频拉曼散射不仅可以用来检测原子的重建，但也映射出的莫尔晶格在大面积的不均匀性。该方法是建立在发现层间呼吸模式和莫尔声子都对莫尔周期非常敏感并提供特征指纹的基础上的。我们可视化微观域的有效扭转角分辨率为~0.1°。这种环境非侵入性方法可以方便地实施，以表征和预选样品的高质量区域，用于后续的器件制造，以及用于运输和光学实验。
2020-12-26 cond-mat.mes-hall
Quantum Criticality in Twisted Transition Metal Dichalcogenides
在莫尔异质结构中，最近发现了由电子相关驱动的栅极可调绝缘相。在这里，我们使用传输测量来表征栅极驱动的金属-绝缘体转变和金属相扭曲WSe $_2$附近的第一莫尔子带的一半填充。我们发现，金属-绝缘体转变作为密度和位移场的函数是连续的。在金属-绝缘体边界处，电阻率在低温下显示出奇怪的金属行为，其耗散与普朗克极限相当。进一步进入金属相，费米液体行为在低温下恢复，在中间温度下演变成量子临界风扇，然后最终达到室温附近的异常饱和状态。的剩余电阻率的分析表明，在绝缘相存在强的量子涨落。这些结果建立扭曲WSe $_2$作为一个新的平台，研究掺杂和带宽控制的金属-绝缘体量子相变的三角晶格。
2021-03-23 cond-mat.mes-hall
Tunable Phases of Moiré Excitons in van der Waals Heterostructures
将过渡金属二硫属化物单层堆叠成具有有限扭转角的异质结构，产生具有可调周期性的人工莫尔超晶格。因此，激子经历周期性电势，其可用于定制这些材料的光电性质。虽然最近的实验研究已经证实了扭曲角相关的光谱，莫尔激子共振的微观起源尚未完全澄清。在这里，我们结合第一性原理计算与激子密度矩阵形式主义，研究不同的莫尔激子相位之间的转换和它们对扭曲的MoSe $_2$ /WSe $_2$异质结构的光学性质的影响。在小于2 $^{\circ}$的角度，我们发现平面，云纹捕获层间和层内激子的状态。该莫尔激子相位在3 $^{\circ}$处急剧地变为完全离域状态。我们预测的线性和二次扭转角依赖的激子共振的云纹陷阱和离域激子相，分别。我们的工作提供了微观的见解，打开了在范德瓦尔斯超晶格中定制莫尔激子相位的可能性。
2020-08-11 cond-mat.mes-hall
Emergent Quantum Valley Hall Insulator from Electron Interactions in Transition-Metal Dichalcogenide Heterobilayers
Academic Centre for Materials and Nanotechnology, AGH University of Krakow（克拉科夫AGH大学材料与纳米技术学术中心）
研究揭示了在摩尔MoTe₂/WSe₂双层中拓扑相的出现，强调自旋轨道耦合和库仑相互作用在两孔每摩尔单元格中的关键作用，发现稳定的量子谷体绝缘体相，并展示长程相互作用可调节层间电子隧道效应，即使在没有相应单粒子跃迁的情况下也能产生拓扑非平凡带。
2026-04-23 cond-mat.mes-hall
Nature of long-lived moiré interlayer excitons in electrically tunable MoS$_{2}$/MoSe$_{2}$ heterobilayers
本文研究了MoS$_{2}$/MoSe$_{2}$异质双层中长寿命莫尔层间激子的本质，发现莫尔超晶格导致谷依赖光学选择定则反转，并使激子在微秒级寿命中保持谷极化，为研究玻色子相互作用和开发激子电路提供了平台。
2024-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
