扭转 MoS2 双层结构中层间耦合的演化
介观与纳米尺度物理
2015-06-22 v1 材料科学
摘要
范德华 (vdW) 耦合已成为工程和调控原子级薄二维 (2D) 材料物理性质的一种强大方法。在石墨烯/石墨烯和石墨烯/氮化硼结构中，它导致了从新的范霍夫奇点 (van Hove singularities) 和费米速度重整化到非常规量子霍尔效应和霍夫施塔特蝴蝶 (Hofstadter's butterfly) 图案等一系列有趣的物理现象。二维过渡金属硫族化合物 (TMDCs) 是另一个主要由 vdW 耦合的原子级薄层系统，由于 TMDCs 可以是直接或间接带隙半导体，因此也能展现出有趣但不同的耦合现象。在此，我们首次研究了外延生长 MoS2 双层结构中层间耦合随扭转角的演化。我们发现，在任何堆叠构型的双层结构中都会出现间接带隙，但带隙大小随扭转角发生显著变化：对于 AA 和 AB 堆叠的双层结构，其红移最大；而对于所有其他扭转角，红移显著较小且保持恒定。MoS2 中面外声子的振动频率显示出类似的扭转角依赖性。我们的观测结果结合从头算 (ab initio) 计算表明，这种层间耦合的演化源于排斥性空间位阻效应，该效应导致不同堆叠构型下两层 MoS2 之间的层间距不同。
引用
@article{arxiv.1406.6487,
title = {Evolution of Interlayer Coupling in Twisted MoS2 Bilayers},
author = {Kaihui Liu and Liming Zhang and Ting Cao and Chenhao Jin and Diana Qiu and Qin Zhou and Alex Zettl and Peidong Yang and Steve G. Louie and Feng Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1406.6487},
year = {2015}
}