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
Optical properties of MoSe$_2$ monolayer implanted with ultra-low energy Cr ions
本文通过25 eV Cr⁺离子注入MoSe₂单层，结合光致发光实验与从头算分子动力学模拟，揭示了Cr相关缺陷导致的低能发射源于受主电子与价带空穴复合，证明低能离子注入可用于定制二维材料性质。
2023-04-25 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
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
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
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
Quantized exciton-exciton annihilation in monolayer WS2 on SrTiO3 substrates with atomically flat terraces
单层材料受到其电势波动的强烈影响，该电势波动由衬底的固有电阻或表面粗糙度引起。我们比较了不同表面形貌的衬底上单层WS 2的有效激子-激子湮灭（EEA）速率常数。我们发现，单层WS 2的衬底上的原子级平坦的梯田显示小的有效EEA速率常数偏离整体趋势和多个激子衰减组件，这不能占传统的EEA模型。为了获得正确的描述，我们使用量化的EEA模型。本征EEA速率常数的平坦平台基板由这个新的模型确定的是可比的hBN封装的单层WS 2。
2020-10-15 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
Engineering bandgaps of monolayer MoS2 and WS2 on fluoropolymer substrates by electrostatically tuned many-body effects
本征电学和激子性质的单层过渡金属二硫属化物的CYTOP氟聚合物基板上进行了研究，大大抑制无意掺杂和介电屏蔽。采用固态回溯法在单层WS2中观察到双极输运行为。单层MoS2和WS2的激子性质由绷带重整化、泡利阻断和载流子屏蔽对载流子掺杂之间的复杂相互作用决定。
2016-04-27 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
Structure of a Zn monolayer on Ag(111) and Ag(110) substrates: an AES, LEED and STM study
用俄歇电子能谱、低能电子衍射和扫描隧道显微镜研究了室温下沉积在Ag（111）和Ag（110）衬底上的Zn单层膜的原子结构。在两个面上，形成了覆盖整个衬底表面的紧密堆积的Zn单层，并产生特定的莫尔图案。通过对LEED和STM数据的综合分析，我们推断出Zn单层膜具有（111）结构，相当于纯Zn层相对于银衬底旋转，Ag（111）面上的$1.5^\circ$和Ag（110）面上的$4.5^\circ$分别产生（$\sqrt{156}\times\sqrt{156})R18^\circ$）和c（12 × 6）超结构.
2019-02-28 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
Substrate-induced suppression of charge density wave in monolayer 1H-TaS2 on Au(111)
最近的实验发现，单层1H-TaS 2生长在Au（111）缺乏电荷密度波（CDW）的不稳定性所表现出的散装2 H-TaS 2。此外，角分辨光电子能谱测量表明，单层成为强电子掺杂的基板。虽然密度泛函理论（DFT）计算已经表明电子掺杂可以抑制单层1H-TaS 2中的CDW不稳定性，但是已经表明从衬底的实际电荷转移可能远小于从光电发射数据推导出的表观掺杂。本文采用密度泛函理论（DFT）计算了1H-TaS 2在Au（111）表面的单层结构，探讨了掺杂后的基底效应。我们发现，CDW的不稳定性抑制主要是由强大的S-Au相互作用，而不是通过掺杂。的S-Au相互作用的结果在TaS 2单层的结构变形，其特征在于由横向和平面外的原子位移和7 × 7的周期性所规定的相称的界面与金。这种7 × 7扭曲结构的模拟STM图像与实验STM图像一致。相比之下，我们发现一个强大的3 × 3 CDW相单层1H-TaS 2的石墨烯基板上，有最小的相互作用。
2019-03-12 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
Magnetocrystalline anisotropy energy for adatoms and monolayers on non-magnetic substrates: where does it comes from?
衬底对支撑纳米结构的磁各向异性能（MAE）的贡献可以通过自旋轨道耦合（SOC）和有效交换场B_ex的位点选择性操纵来量化。本文系统地研究了Co在Cu、Ag、Au、Pd和Pt（111）面上的吸附原子和Co单分子膜，研究了这类材料的共同趋势。据发现，对于吸附原子，基板的贡献是相对较小的（10-30%的MAE），而对于单层，基板的贡献可以是相当大的。除了具有强SOC的高度可极化衬底（例如Pt）之外，来自SOC的贡献比来自交换场B_ex的贡献重要得多。对于所有研究的系统，衬底总是促进易磁轴的面外取向的趋势。
2014-03-05 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
Electronic structure of S-C6H5 self-assembled monolayers on Cu(111) and Au(111) substrates
采用第一性原理密度泛函理论计算了苯硫醇（S-C $_6$ H $_5$）在Cu（111）和Au（111）衬底上的自组装单分子层（SAM）的电子结构.我们发现了SAM分子态的显着横向分散，并讨论了其对分子线阵列输运性质的影响。计算了Cu（111）表面自组装膜的双光子光电子能谱和功函数，并与已有的实验数据进行了比较。我们的研究结果被用来讨论所观察到的光谱数据的分配和产量预测新的电子状态，由于单层尚未访问实验。
2004-10-18 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
Magnetic Phase Control in Monolayer Films by Substrate Tuning
我们建议通过调整相邻的非磁性基底来定制磁性单层膜中的交换相互作用。作为一个例子，我们证明了一个单层Fe在Ta（x）W（1-x）（001）表面的铁磁-反铁磁相变作为Ta浓度的函数。在临界Ta浓度下，最近邻交换相互作用很小，磁相空间急剧加宽。复杂的磁序，如自旋螺旋，多Q，甚至无序的局部磁矩状态可能会发生，提供了在零磁化状态矩阵中存储铁磁点信息的可能性。
2007-11-05 cond-mat.mtrl-sci
Exciton tuning in monolayer WSe$_2$ via substrate induced electron doping
我们报道了通过衬底诱导的非简并掺杂在WSe $_2$单分子膜中进行大激子调谐。我们观察到一个红移为$\sim$ 62毫电子伏的$A$激子连同1-2个数量级的光致发光（PL）淬灭时，单层WSe $_2$被带到与高度取向的热解石墨（HOPG）相比，如hBN和SiO $_2$的介电基板。作为从HOPG掺杂到WSe $_2$的证据，观察到三电子发射强度的急剧增加。使用系统的PL和开尔文探针力显微镜（KPFM）的研究WSe $_2$ /HOPG，WSe $_2$ /hBN，和WSe $_2$ /石墨烯，我们得出结论，这种独特的激子行为是由电子掺杂从衬底诱导。我们的研究结果提出了一个简单而有效的方法，激子调谐单层WSe $_2$，这起着核心作用的基本理解和进一步的设备开发。
2022-07-20 cond-mat.mtrl-sci
Suppression of stripe-ordered structural phases in monolayer IrTe$_2$ by a gold substrate
University of Oulu（奥卢大学）；Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids（马克斯·普朗克固体化学物理研究所）；University of Geneva（日内瓦大学）
通过金衬底抑制单层IrTe₂的条纹有序结构相，揭示金属衬底相互作用对二维材料结构相工程的重要性。
2025-12-05 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
Fast Transfer-free Synthesis of High-quality Monolayer Graphene on Insulating Substrates by Simple Rapid Thermal Treatment
在给定的电介质衬底上无转移合成高质量、大面积石墨烯，这对于器件应用是非常理想的，仍然是一个重大的挑战。在本文中，我们报告了一种简单的快速热处理方法，用于从固体碳源在SiO2/Si衬底上快速直接生长高质量，大规模的单层石墨烯。在RTT工艺中采用了固体碳层/铜膜/SiO2的堆叠结构。插入的铜膜不仅充当碳前体的活性催化剂，而且还充当防止过早碳溶解的“过滤器”，因此有助于在SiO2/Si上生长单层石墨烯。所产生的单层石墨烯在室温下表现出高达3000 cm 2 V-1 s-1的高载流子迁移率和标准半整数量子振荡。
2015-07-20 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
Substrate-Dependence of Monolayer MoS$_2$ Thermal Conductivity and Thermal Boundary Conductance
已知二维（2D）材料（如MoS $_2$）的热性质受到与其环境的相互作用的影响，但这主要仅用SiO $_2$衬底进行了研究。在这里，我们比较的热导率（TC）和热边界电导（TBC）的单层MoS $_2$上的非晶（a-）和结晶（c-）SiO $_2$，AlN，Al $_2$ O $_3$，和$\textit{h}$ -BN单层使用分子动力学。MoS $_2$的室温TC在非晶衬底上为~38 Wm $^{-1}$ K $^{-1}$，在晶体衬底上高达~68 Wm $^{-1}$ K $^{-1}$，其中大部分差异归因于衬底与长波长MoS $_2$声子（< 2 THz）的相互作用。用作MoS $_2$和基底之间的缓冲层的$\textit{h}$ -BN单层导致MoS $_2$ TC增加高达50%。长度相关的计算显示TC尺寸效应低于~2 $μ$ m，并表明MoS $_2$ TC是尺寸限制的，但不是基板限制的低于~100 nm。我们还发现，尽管在两者上具有类似的MoS $_2$ TC，但MoS $_2$与c-Al $_2$ O $_3$的TBC是与c-AlN的两倍以上，这表明TC和TBC可以独立地调谐。最后，我们比较了所有衬底上的MoS $_2$晶体管的热阻，表明MoS $_2$ TBC是长沟道（> 150 nm）器件散热的最重要参数，而TBC和TC对短沟道同样重要。这项工作提供了重要的见解电热…
2022-04-25 cond-mat.mtrl-sci
In-Situ Monitoring of Thermal Annealing Induced Evolution in Film Morphology and Film-Substrate Bonding in a Monolayer MoS2 Film
我们进行原位两个周期的热循环和退火的研究转移CVD生长的单层MoS 2的SiO2/Si衬底上，使用空间分辨显微拉曼光谱和PL光谱。在热循环和在305摄氏度下退火两次之后，膜形态和膜-基底结合被显著地改变，这与聚合物残留物的去除一起导致膜上的应变和掺杂分布的重大变化，并且因此光学性质。退火前，在转移膜中的波纹相关的应变占主导地位的PL峰的位置和强度的空间分布的膜;退火后，在膜-衬底键合的变化，影响应变和掺杂，成为主导因素。这项工作表明，薄膜-衬底键合，从而应变和掺杂，在热应力下是不稳定的，这对于理解衬底对2D材料的光学和输运性质的影响及其对器件应用的影响是重要的。
2016-09-16 cond-mat.mtrl-sci
Mechanism of substrate-induced anisotropic growth of monolayer WS2 by kinetic Monte Carlo simulations
二维材料的受控各向异性生长为大单晶和纳米带的合成提供了一种途径，其在低维半导体和下一代光电子器件中具有应用前景。特别地，由衬底诱导的过渡金属二硫属化物的各向异性生长由于其可操作性而引起极大兴趣。然而，迄今为止，它们的衬底诱导的各向异性生长通常是由实验参数的优化驱动的，而没有揭示基本机制。在这里，单层的二硫化钨在ST-X石英衬底上的各向异性生长是通过化学气相沉积实现的，并通过动力学蒙特卡罗模拟检查衬底诱导的各向异性生长的机制。这些结果表明，除了衬底吸附的变化外，硫族元素与金属（C/M）的比值是导致大的生长各向异性和过度生长与下层生长极化的主要因素;通过适当控制气体流量与温度之间的线性关系，当C/M = 2.0时，可以得到完全的各向同性或高的各向异性.
2019-02-10 cond-mat.mtrl-sci
Realizing robust large-gap quantum spin Hall state in 2D HgTe monolayer on insulating substrate
尽管近年来人们预测了许多可能的二维拓扑绝缘体，但仍然缺乏实验上可实现的二维拓扑绝缘体。通过第一性原理和紧束缚模拟，我们发现了一种有效的方法，可以在Al $_2$ O $_3$（0001）衬底上稳定2D HgTe蜂窝单层膜中具有227 meV大非平凡能隙的量子自旋Hall态.能带拓扑起源于$s-$类和$p-$类轨道之间的能带反转，这完全由Hg和Te原子贡献，因此量子化边缘态被限制在蜂窝状HgTe单层内。同时，HgTe和Al $_2$ O $_3$（0001）之间的强相互作用确保了原子结构的高稳定性。因此，在高温下，HgTe/Al $_2$ O $_3$（0001）中可以实现TI态。
2018-06-21 cond-mat.mtrl-sci
Photochemical reaction on graphene surfaces controlled by substrate-surface modification with polar self-assembled monolayers
二维材料的独特薄度使得能够通过各种门控技术来控制其表面的化学现象。例如，已经实现了基于场效应晶体管配置的选通方法。在这里，我们报告了一种分子门控的方法，采用了本地电场所产生的极性自组装单分子层上形成的支持基板。通过使用适当的数据校正程序进行拉曼散射光谱分析，我们发现分子门控对于控制石墨烯与过氧化苯甲酰的固相光化学反应是有效的。分子门控提供了一种简单的方法来控制二维材料表面的化学反应，因为它既不需要制造晶体管结构，也不需要施加外部电压。
2021-06-09 cond-mat.mtrl-sci
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
Enhanced Visibility of MoS2, MoSe2, WSe2 and Black Phosphorus: Making Optical Identification of 2D Semiconductors Easier
我们探索使用Si 3 N4/Si衬底作为标准的SiO2/Si衬底的替代品，现在使用的二维材料的基础上制造纳米器件。我们系统地研究了几种在纳米电子学和光电子学中引起极大兴趣的二维半导体材料的可见性：MoS 2，MoSe 2，WSe 2和黑磷。我们发现，使用Si 3 N4/Si衬底提供了高达50%-100%的光学对比度的增加，并且最大对比度朝向人眼检测的最佳波长值偏移，使得2D半导体的光学识别更容易。
2015-11-17 cond-mat.mes-hall 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
High anisotropic inserted dendritic growth during first stage of Zn monolayer deposition on Ag(111) substrate
利用俄歇电子能谱、低能电子衍射和扫描隧道显微镜研究了室温下Zn在Ag（111）衬底上的亚单层物理层沉积。我们确定了一个原始的锌高度各向异性结构的形状指状插入枝晶前面的锌单层生长。在STM观察的基础上，提出了插入枝晶生长的机制及其向层状生长转变的机制。
2021-05-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effects of Mismatch Strain and Substrate Surface Corrugation on Morphology of Supported Monolayer Graphene
氧化物衬底上的石墨烯单层已经被证明具有优异的电荷迁移率和热传输，用于潜在的器件应用。形貌的改变对石墨烯的输运性质有很大的影响。在本文中，我们从理论上分析了氧化物衬底上的石墨烯单层的形态稳定性，受到范德华相互作用和面内失配应变。首先，我们定义的平衡分离和界面粘附能作为两个关键参数，表征一个平坦的单层和一个平坦的基板表面之间的范德华相互作用。通过微扰分析，预测了临界压缩失配应变，超过该临界压缩失配应变，石墨烯单层经历应变诱导的不稳定性，在完全平坦的表面上形成具有增加的振幅和减小的波长的波纹。当衬底表面不完全平坦时，石墨烯的形态取决于表面反射的振幅和波长。预测从共形（波纹状）到非共形（平坦）形态的过渡。分析了衬底表面粗糙度对石墨烯平衡平均厚度和界面结合能的影响。此外，通过考虑衬底表面的应变和失配应变，人们发现，而拉伸失配应变降低石墨烯的应变幅度，波纹衬底表面促进应变诱导的不稳定性下的压缩应变。这些理论结果表明，通过表面图案化和应变工程来控制氧化物衬底上的石墨烯单层的形态的可能手段。
2010-03-03 cond-mat.mes-hall 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
Origin of the n-type and p-type conductivity of MoS2 monolayers on a SiO2 substrate
采用从头算密度泛函理论研究了在SiO2衬底上沉积的MoS 2单层膜在界面杂质和缺陷存在下的电子性质.当MoS 2被放置在无缺陷的衬底上时，氧化物起着不重要的作用，因为MoS 2的导带顶和价带最小值大约位于SiO2带隙的中间。然而，如果Na杂质和O悬挂键在SiO2表面引入，这些导致局部状态，调制的导电性的二硫化钼单层从n型到p型。我们的研究结果表明，沉积在SiO2上的MoS 2的导电性能主要是由MoS 2/SiO2界面的详细结构决定的，并建议掺杂衬底可以代表一个可行的策略工程MoS 2为基础的设备。
2013-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetic MnSn monolayer epitaxially grown on silicon substrate
二维铁磁材料在自旋电子学器件等方面具有广阔的应用前景。在硅衬底上外延生长磁性薄膜，在单层极限下，具有重要的实际意义，但也具有挑战性。在本研究中，我们在Si（111）衬底上实现了MnSn单层的外延生长，采用了原子级薄的Sn/Si（111）-$2\sqrt{3}\times2\sqrt{3}$-缓冲层，并以原子级的精度控制了MnSn的厚度。我们发现MnSn单层膜具有铁磁性，居里温度（Tc）约为54 K.当MnSn膜生长到4个单层时，Tc相应地增加到~235 K.外延MnSn单层以及Sn/Si（111）-$2\sqrt{3}\times2\sqrt{3}$的晶格与硅完全相容，因此在MnSn、Sn和Si之间形成尖锐的界面。该系统为研究二维铁磁性、磁性单层膜与硅基技术的集成以及自旋电子学异质结构的工程化提供了一个新的平台。
2020-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
1-octadecene monolayers on Si(111) hydrogen-terminated surfaces: effects of substrate doping
我们研究了1-十八烯在氢封端的（111）硅表面上的单分子膜的电子性质及其与结构性质的关系。分子通过紫外线照射激活的C=C和Si-H之间的自由基反应连接。我们比较了在不同类型（n型和p型）和不同掺杂浓度（从低掺杂（~ 1 E14 cm-3）到高掺杂（~ 1 E19 cm-3））的硅衬底上形成的单分子膜的结构和电学性质。我们表明，在n-，p-和p+硅上的单层是致密的，它们作为非常好的绝缘膜在纳米厚度的漏电流低至~ 1 E-7 A.cm-2和高品质的电容-电压特性。在n+型硅上形成的单层更加无序，因此当嵌入硅/单层/金属结中时表现出更大的漏电流密度（> 1 E-4 A.cm-2）。用n+型硅获得的劣质结构和电子性质指出了有机单层的化学吸附过程中表面电势和表面费米能级的位置的重要作用。
2004-05-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
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
