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(纯计算)哈佛大学Phys. Rev. B: Janus过渡金属硫族化物的转角电子学

时间：2023-01-20 来源： 浏览：

(纯计算)哈佛大学Phys. Rev. B: Janus过渡金属硫族化物的转角电子学

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2022年12月29日，Phys. Rev. B在线发表了哈佛大学Efthimios Kaxiras课题组的研究论文，题目为《Twistronics of Janus transition metal dichalcogenide bilayers》。

二维(2D)材料的转角多层是研究物质量子相，特别是强关联电子的一个越来越重要的平台。 由层间相对转角引入的moiré条纹产生了长波长的有效势，导致电子局域化 。然而，与丰富的二维材料相比，迄今为止对转角异质结的研究很少。在此研究中，作者建立了第一性原理连续介质理论来研究转角Janus过渡金属硫族化物(TMD)同质和异质双层的 moiré条纹 所引入的电子能带。 该模型包括晶格弛豫、堆垛依赖的有效质量和Rashba自旋-轨道耦合 。然后，对DFT提取的连续介质模型进行高通量生成和表征，用于超过100多种材料和堆垛的可能组合。 该模型预测了moiré物理和对称性依赖的化学成分、垂直层方向和转角，使得迷你带波函数可以形成三角形、蜂窝状和kagome网络 。Rashba自旋轨道效应是这些体系特有的，可以主导小角度的moiré带宽。此研究工作使Janus转角异质结的详细研究成为可能，允许发现和控制新的电子现象。

图1 转角Janus TMD双层的moiré超晶格和堆垛顺序
图2 WSSe双层 不同堆垛 的能带结构
图3 转角Janus TMD的moiré和有效质量势、能带结构和电荷密度分布

图4 3R MoSSe/WSSe的 Γ谷 moiré价带

【 论文链接 】
Angeli, M., Schleder, G. & Kaxiras, E. Twistronics of Janus transition metal dichalcogenide bilayers. Phys. Rev . B , 2022 , 106, 235159. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.106.235159

【其他相关文献】

[1] Ghiotto, A., Shih, EM., Pereira, G.S.S.G. et al. Quantum criticality in twisted transition metal dichalcogenides. Nature , 2021 , 597, 345–349. https://doi.org/10.1038/s41586-021-03815-6
[2]  Angeli, M. & MacDonald, A.H. et al. Γ  valley transition metal dichalcogenide moiré bands.  PNAS ,  2021 ,  118, e2021826118 . https://doi.org/ 10.1073/pnas.2021826118
[3]  Naik, M.H. & Jain, M. et al.  Ultraflatbands and Shear Solitons in M oiré Patterns of Twisted Bilayer Transition Metal Dichalcogenides.  Phys. Rev. Lett. ,  2018 ,  121, 266401 . https://doi.org/ 10.1103/PhysRevLett.121.266401

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