(纯计算)电子科技大学周柳江团队两篇Phys. Rev. B: 二维C-Si-N和Janus MoSH单层

在石墨烯基二维(2D)材料中，打开带隙和实现静态谷控制一直是人们追求的目标。 受到被Si-N层钝化二维材料 最近合成 的启发 ，在此研究中，作者 通过第一原理计算 提出了两种新的石墨烯基材料， 二维C2SiN和CSiN 。 单层C2SiN是金属的，在低温下实现了超导性 。 单层CSiN具有良好的稳定性和力学性质，它是一种具有电子载流子三元谷结构的半导体 。与现有的谷电子平台不同，这些谷可以通过施加单轴应变来控制。载流子的谷极化进一步表现为各向异性电导率的显著变化，这可以在简单的电测量中检测到。 强相互作用也导致了大的激子结合能，并增强了紫外区域的光吸收 。此研究工作为实现超导、三元谷结构和在二维材料中具有增强光吸收的半导体开辟了新的途径。

图6 C Si N单层的介电函数虚部和第一亮激子的空间分布

具有面外镜面对称性破坏的Janus结构引起了人们的广泛关注。在此研究中，基于第一性原理计算，作者不仅研究了最近发现的Janus 2H-MoSH单层，而且报道了Janus 1T-MoSH单层的全局最小结构。同时， 2H-MoSH单层可以很容易地转变为1T相，克服了相对较小的势垒( 0.13 eV ) 。有趣的是， Janus 1T-MoSH是一种电荷密度波(CDW)材料，其CDW序可以通过外部应变来调节 。 当Janus 1T-MoSH受到3%压缩应变时，其CDW完全被抑制，出现超导转变温度Tc为25.15 K的超导态 。此外， Janus 2H-MoSH单层是一种本征超导体，其Tc为26.81 K；在1%的拉伸应变下，其Tc可增强至36.69 K 。此研究工作为低维过渡金属硫族化物和相关Janus体系中的超导和CDW提供了更深入的见解。

图4 2H-MoSH单层的声子谱、电声耦合常数和Eliashberg谱函数；Tc随应变和载流子掺杂的变化

Ku, R., Yan, L., Si, J. et al. Ab initio investigation of charge density wave and superconductivity in two-dimensional Janus 2H/1T-MoSH monolayers.  Phys. Rev . B ,  2023 , 107, 064508. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.107.064508