Valleytronics的新兴领域利用了电子自由度,类似于电子和自旋设备如何利用电子自由度的电荷和自旋程度。Valleytronic设备的工程通常取决于山谷和其他自由度之间的耦合,例如旋转,从而产生了山谷旋转,其中外部磁场操纵了存储在谷地中的信息。在这里,提出了一个山谷无间隙的半导体作为潜在的电气控制的valleytronic平台,因为山谷的自由度与载体类型(即电子和孔)耦合。山谷自由度可以通过通过设备门电压调整载体类型来电气控制。我们演示了通过使用Haldane和改良的Haldane模型在蜂窝晶格中实现山谷无间隙的半导体的建议。在全电动控制的山谷滤波器设备设置中,进一步研究了系统的山谷载波耦合的运输属性。我们的工作突出了山谷无间隙半导体对Valleytronic设备的重要性。
Valleytronics是一个研究领域,利用电子自由度来进行信息处理和存储。强的山谷极化对于现实的山谷应用至关重要。在这里,我们预测,基于二维(2D)山谷材料的多合一隧道交界处的倾斜dirac费米子驱动的隧道谷效应(TVHE)。这些隧道连接中电极和间隔区域的不同掺杂导致隧道式迪拉克费米子的动量滤波,从而产生依赖于dirac-cone倾斜的强横向山谷霍尔电流。使用现有2D谷材料的参数,我们证明了这种TVE比先前报道的固有浆果曲率机制所引起的电视强得多。最后,我们预测,具有适当设计的设备参数(例如间隔宽度和传输方向)可以在隧道交界处发生共振隧道,从而可以显着增强山谷霍尔角。我们的工作开辟了一种新的方法,以在现实的谷化系统中产生山谷两极分化。
光电器件的发展需要在新材料体系和新器件机制上不断突破,需求从信号强度和响应度的检测转向对偏振态信息灵敏度的探索。二维材料是一个丰富的家族,具有多样化的物理和电子特性,可用于偏振器件,包括各向异性材料、谷电子材料和其他混合异质结构。在本文中,我们首先回顾了二维材料中偏振光相关的物理机制,然后详细描述了光学和光电特性,包括拉曼位移、光吸收和光发射以及功能光电器件。最后,对未来的发展和挑战进行了评论。大量的二维材料及其异质结构为偏振相关的科学发现和光电器件应用提供了希望。
摘要圆形极化光(CPL)的全范围,高敏性和可集成检测对于量子信息处理,高级成像系统和光学传感技术至关重要。然而,主流CPL探测器依赖手性吸收材料,因此响应波长有限,反应性低和辨别比不良。在这里,我们通过利用山谷材料观察手性光动量(SAM),提出了手性光检测器。精心设计的中心对称地材料可以保留光学SAM的迹象并高度增强其在近场的强度,作为一种将极化电子注入山谷材料的介质,然后通过Valley Hall效应检测到。这可以通过Valleytronic晶体管在室温下在室温下进行高灵敏度红外CPL检测,并且检测波长扩展到红外线。这种方法为手性光检测打开了途径,并提供了对光电传感中valleytronics潜在应用的见解。
抽象的二维(2d)/Quasi-2d有机无机卤化物钙钛矿被视为自然形成的多个量子孔,其由长的有机链分离出来的无机层,这些层被长的有机链分离出来,这些链条表现出分层结构,大激子结合能,强大的非线性光学效应,强烈的非线性光学效应,可调节的频带通过层次或化学构图,并改善了层次或化学的构图,改善了构图,并改善了稳定的构图,并改善了稳定性。长长的有机链的广泛选择endows 2d/quasi-2d perovskites具有可调电子偶联强度,手性或铁电特性。尤其是,2D/Quasi-2d Perovskites的分层性质使我们能够将它们去角质以与其他材料集成以形成异质结构,这是光电设备的基本结构单元,这将极大地扩展了2D/Quasi-2d perovskites的多样性的功能。在本文中,回顾了2D/Quasi-2d钙钛矿的最新成就。首先,引入了2D/Quasi-2d Perovskites的结构和物理性质。然后,我们讨论了基于2D/Quasi-2d钙钛矿的异质结构的构建和表征,并突出了构造的异质结构的显着光学特性。此外,2D/Quasi-2d钙钛矿的潜在应用基于光伏设备,发光设备,光电轨道/光传递器和Valleytronic设备是
Moiré超级晶格在Van der Waals的异质结构中的扭曲工程可以操纵山谷中层Incepitons(IXS)的山谷物理学,为下一代谷化设备铺平了道路。然而,到目前为止,在电气控制的异质结构中尚未研究对山谷极化上激素电位的扭曲角度依赖性控制,需要探索下面的物理机制。在这里,我们证明了莫伊尔时期的极化切换和山谷极化程度的依赖性。我们还找到了揭示激子电势和电子孔交换相互作用的扭曲角度调节的机制,这些机制阐明了实验观察到的IXS的扭曲角度依赖性山谷极化。此外,我们根据极化开关实现了可谷化的设备。我们的工作通过在电控制异质结构中调谐扭转角来证明了IXS山谷极化的操纵,这为在互惠设备中开放了电气控制山谷自由度的途径。
在存在外部电气和量化磁场以及接近度诱导的交换相互作用的情况下,我们从理论上研究了单层(ML)过渡金属二核苷(TMD)的磁光(MO)性质。通过求解Schr odinger方程来研究相应的Landau水平(LL)结构,并评估ML-TMD的自旋极化在磁场的作用下。此外,在标准的随机相近似(RPA)中,纵向MO电导率是通过动力学介电函数计算的。我们以ML-MOS 2为例,以检查接近诱导的交换相互作用的影响,外部电气和磁场对通过LLS之间的内部和带电子过渡引起的MO电导率。对于传导或价带中的内标电子过渡,我们可以观察到Terahertz(THZ)频率范围的两个吸收峰。虽然传导和价LL之间的带电子间过渡显示可见范围内的一系列吸收峰。我们发现,接近度诱导的交换相互作用,载体密度,外部电气和磁场的强度可以有效地调节吸收峰的位置以及MO吸收光谱的形状。从这项研究中获得的结果可以使人们对ML-TMD的MO性质有深入的理解,这些理解可能可用于可见在THZ频率带宽方面的磁光,旋转和valleytronic设备。
Abstract The assembly of monolayer transition metal dichalcogenides (TMDs) in van der Waals heterostructures yields the formation of spatially separated interlayer excitons (IXs) with large binding energies, long lifetimes, permanent dipole moments and valley-contrasting physics, providing a compelling platform for investigating and engineering spatiotemporal IX propagation with highly tunable动力学。进一步扭曲堆叠的TMD单层可以创建具有空间修改的带结构和不同的Moiré电位的长期周期性Moiré模式,具有定制的陷阱,这些陷阱可以引起与密度依赖性相变的强相关性,以调节激子运输。TMD异质结构中丰富的激子景观,加上Valleytronics和Twistronics的进步,对探索激子综合电路的巨大希望基于操纵激烈的扩散和运输。在这篇综述中,我们全面概述了了解IXS和Moiré激子的最新进展,特别关注了TMD异质结构中新兴的激子扩散和运输。我们强调通过各种方法对激子通量进行空间操纵,包括激子密度,介电环境,电场和结构工程,以进行精确控制。这种操纵激子扩散的能力为相互交流和信号处理提供了新的可能性,为在高性能光电上的激发应用铺平了道路,例如激发设备,valleytronic晶体管和光电探测器。我们终于通过概述了利用IX电流的观点和挑战来结束这项审查,用于下一代光电应用。
valleytronic,光学,热,磁性和铁电性能在新型异质结构和设备中。它们的弱层间耦合可以通过机械堆叠2D材料来相对简单地制造垂直侵蚀。另一方面,侧面异质结构(LHSS)的层次是现代金属 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化导向器磁场晶体效应的基于微电极的基本结构,由于需要更多的复杂生长和兴奋剂技术,因此受到了探索的较少。受到可能从2D LHSS出现的潜在杰出性能和多功能调整自由的鼓励,在该领域进行了多项实验和理论研究。[1] The earliest experimentally realized 2D LHSs were those between graphene and hexagonal boron nitride (hBN) [2–6] grown by chemical vapor depo- sition (CVD), from which prototype field effect transistors (FETs) were demonstrated [2–5] Shortly later, a series of transition metal dichalcogenide (TMDC) mono layer (ML)通过一步或两步的CVD方法制备LHSS,包括MOS 2,MOSE 2,WS 2和WSE 2的组合。[7-12]所有这些TMDC LHSS都显示二极管样电流的整流效应。[26]同时,制造了具有高性能的原型设备,包括光电二极管和互补的金属 - 氧化物 - 半导体晶体管逆变器,[7,10–12]通过控制良好的气体流量切换技术或光刻辅助辅助阴离子的替代品,TMDC LHS的脱位量很清晰。 LHSS仅由一种材料组成,但具有不同的厚度,[16,17]或介电环境[18]在其界面上,产生了电子带隙,整流和光伏效应的修饰。将材料与不同空间对称性组合的2D LHS的其他形式,例如石墨烯-TMDC LHSS [19-22] HBN-TMDC LHSS,[19]石墨烯纳米替伯型LHSS与不同的兴奋剂[23]或宽度[23]或宽度[24] [24]单钙化剂 - 二甲基二苯二苯lhss [26]是通过各种增强的CVD方法创建的,例如机械 - 脱落的辅助CVD,[19]种子促进的CVD,[20]由等离子体蚀刻定义的模板生长,由等离子体蚀刻[21] [21] [21]和热层转化化学构图。