Janus MoTe2/CrSBr 层状异构结构中的长寿命间层激子与 Type-II 能带对齐
材料科学
2026-03-09 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
识别具有卓越电子和光学性能的二维异核结构仍是高级光电子器件研究中的活跃课题。本文采用密度泰函理论结合完全相对论的 GW 和 Bethe-Salpeter 方程，对 MoTe2/CrSBr 层状异核结构的电子、光学和激子特性进行系统性第一性质调查。两种单层之间的接近晶格匹配使得形成稳定的异层结构可能，源于 CrSBr 的 Janus 性质，产生两个不等接口（Te-S 和 Te-Br）。两种接口在动力学和热力学上均稳定，并表现出具有直接准粒子间隙的 Type-II 能带对齐，促进电子和空穴的有效空间分离。该异核结构宿主具有 18-45 ps 寿命的间层激子，显著长于孤立 MoTe2（3.6 ps）和 CrSBr（8.1 ps）单层中的局层激子。此外，该异核结构的光学间隙、激子结合能和激子寿命均受由 Janus 层产生的内在电场强烈调制。这些结果将 MoTe2/CrSBr 异核结构确立为工程长寿命间层激子的通用平台，凸显其在下一代光电子和光收集应用中的潜力。
引用
@article{arxiv.2603.06096,
title = {Long-Lived Interlayer Excitons and Type-II Band Alignment in Janus MoTe2/CrSBr van der Waals Heterostructures},
author = {Mohammad Ali Mohebpour and Peter C Sherrell and Catherine Stampfl and Carmine Autieri and Meysam Bagheri Tagani},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.06096},
year = {2026}
}
备注
28 pages, 9 figures