菱方堆叠双层过渡金属硫族化合物的界面铁电性
介观与纳米尺度物理
2022-02-04 v1 材料科学
摘要
范德瓦尔斯（vdW）材料通过允许单个层以非平衡构型堆叠（例如通过控制扭转角）极大地扩展了异质结构的设计空间。此类异质结构不仅结合了各组成单元的特性，还可通过层间相互作用表现出母体化合物中不存在的涌现物理性质。在此我们报道一类新的涌现的、纳米级厚度的半导体二维铁电体家族，其中各组成物为研究充分的非铁电单层过渡金属硫族化合物（TMDs），即 WSe2、MoSe2、WS2 和 MoS2。通过将两个相同单层 TMD 平行堆叠，我们获得电可切换的菱方堆叠构型，其面外极化由面内滑动翻转。制备近平行堆叠双层使得可利用压电力显微镜（PFM）可视化 moiré 铁电畴以及电场诱导的畴壁运动。此外，通过在铁电场晶体管构型中使用邻近石墨烯电子传感器，我们量化了铁电内置层间电势，与第一性原理计算吻合良好。这四种新 TMD 的新颖半导体铁电特性为研究铁电性与其丰富电学和光学性质间的相互作用开辟了可能。
引用
@article{arxiv.2108.07659,
title = {Interfacial ferroelectricity in rhombohedral-stacked bilayer transition metal dichalcogenides},
author = {Xirui Wang and Kenji Yasuda and Yang Zhang and Song Liu and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and James Hone and Liang Fu and Pablo Jarillo-Herrero},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.07659},
year = {2022}
}
备注
16 pages, 4 figures