范德瓦耳斯异质结构中的非对称电场屏蔽
介观与纳米尺度物理
2018-05-09 v1
摘要
电场屏蔽在材料及其器件的物理和化学性质中起着重要作用。在此，我们运用一套引人注目的理论与实验相结合的方法，包括范德瓦耳斯(vdW)第一性原理密度泛函理论(DFT)模拟、基于量子电容的经典模型以及电力显微镜(EFM)，来阐明由MoS2与石墨烯层构成的vdW异质结构(vdWHs)的本征介电屏蔽性质。我们在实验中观察到MoS2/石墨烯vdWHs在不同方向外电场下的非对称电响应。即，当电场指向石墨烯时，大量极化电荷屏蔽了电场；但当电场符号反转时，出现了强退极化场，并检测到部分屏蔽。该效应具有厚度依赖性，尤其依赖于MoS2层数；而石墨烯厚度的增加对其电学与屏蔽行为影响甚微。我们的结果表明，石墨烯与MoS2界面处的非对称偶极贡献是vdWHs中异常场效应屏蔽的主要原因。该工作不仅为迄今制备的大量异质结的屏蔽性质提供了新见解，也揭示了调控诸如屏蔽这类基本性质在器件应用中的巨大潜力。
引用
@article{arxiv.1802.02501,
title = {Asymmetric Electric Field Screening in van der Waals Heterostructures},
author = {Lu Hua Li and Tian Tian and Qiran Cai and Chih-Jen Shih and Elton J. G. Santos},
journal= {arXiv preprint arXiv:1802.02501},
year = {2018}
}
备注
Final version to appear in Nature Communications (In Press)