在单层过渡金属二卤化物中操控单个多余电子
介观与纳米尺度物理
2023-07-12 v1 材料科学
摘要
极化子是由晶格局域响应修饰的多余电子实体，其原子尺度表征对于理解由电子-晶格纠缠产生的多体物理至关重要，但难以实现。在此，利用扫描隧道显微镜与谱学（STM/STS），我们展示了在通过分子束外延生长在 HOPG 衬底上的单层 CoCl2 中，对具有不同起源（即电子极化子和传统极化子）的单个极化子的可视化与操控。我们识别出四类极化子，均诱导向上的局域能带弯曲，但表现出不同的形貌、晶格占据、极化子态和局域晶格畸变。第一性原理计算揭示三类极化子由电子-电子相互作用稳定。然而，第 4 类极化子由传统晶格畸变驱动。所有四类极化子均可由 STM 针尖单独创建、移动、擦除，并且可相互转换，从而实现对单个极化子前所未有的精确控制。该发现确定了 CoCl2 中丰富的极化子类别及其可操控性，并可推广到其他过渡金属卤化物。
引用
@article{arxiv.2207.04948,
title = {Manipulating single excess electrons in monolayer transition metal dihalide},
author = {Min Cai and Yunfan Liang and Zeyu Jiang and Mao-Peng Miao and Zhen-Yu Liu and Wen-Hao Zhang and Xin Liao and Wei Cheng and Damien West and Shengbai Zhang and Ying-Shuang Fu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.04948},
year = {2023}
}
备注
23 pages, 5 figures