过渡金属硫族化物纳米管与褶皱中的漏斗效应与自旋轨道耦合

应变工程提供了一种调控二维材料性质的强有力手段。相应地，大量研究探讨了双轴和单轴应变的影响。然而，在许多体系（如纳米管和纳米级褶皱）中，应变场本质上是非均匀的，而这种对称性破缺的后果却鲜有研究。理解其如何影响电子性质至关重要，尤其是因为褶皱是一种以可控方式对二维材料施加应变的有力方法。在本文中，我们采用密度泛函理论来理解典型过渡金属硫族化物$\mathrm{WSe}_2$的纳米级褶皱与纳米管中原子结构与电子结构之间的关联。我们的研究表明，这些结构中的对称性破缺导致$\Gamma$点处的能带出现强烈的类Rashba分裂，因此它们可用于未来的可调谐自旋电子器件。非均匀应变减小了带隙，并导致带边在最高曲率区域局域化，从而将激子漏斗式聚集于此。此外，我们展示了如何将褶皱建模为具有相同曲率的纳米管，以及何时这种类比失效而必须考虑进一步的非均匀性。