扭曲单层/双层黑磷异质结构中的各向异性莫尔光学跃迁
介观与纳米尺度物理
2019-12-10 v1 材料科学
摘要
范德瓦耳斯异质结构的莫尔超晶格为调控二维(2D)材料的电子结构提供了强有力的新途径。在许多不同的莫尔异质结构中出现了新奇的量子现象，例如石墨烯体系中的关联绝缘体、超导体和陈绝缘体，以及过渡金属硫族化物(TMDC)体系中的莫尔激子。扭曲黑磷提供了另一极具吸引力的体系来探索莫尔物理，因为黑磷具有各向异性的矩形晶格，不同于石墨烯和 TMDC 中的各向同性六方晶格。本文报道了扭曲单层/双层黑磷中出现的各向异性莫尔光学跃迁。黑磷莫尔超晶格中的光学共振敏感依赖于单层与双层之间的扭转角。令人惊讶的是，即使扭转角大到 19{\deg}，该莫尔异质结构仍表现出与组成单层及双层黑磷完全不同的光学共振。新的莫尔光学共振表现出强线偏振，其主轴靠近但不同于双层黑磷的光轴。我们的第一性原理计算揭示，黑磷的 Γ 点直接带隙与矩形晶格——不同于石墨烯和 TMDC 中六方晶格的 K 点带隙——在大扭转角黑磷异质结构中产生了异常强的莫尔物理。我们的结果凸显了在黑磷及其他具有不同晶格构型的范德瓦耳斯异质结构中探索莫尔物理的令人兴奋的机遇。
引用
@article{arxiv.1912.03644,
title = {Anisotropic Moir\'e Optical Transitions in Twisted Monolayer/bilayer Phosphorene Heterostructures},
author = {Shilong Zhao and Erqing Wang and Ebru Alime Üzer and Shuaifei Guo and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Tom Nilges and Yuanbo Zhang and Bilu Liu and Xiaolong Zou and Feng Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.03644},
year = {2019}
}
备注
34 pages, 11 figures