Janus滑移铁电体中极化与金属性的调制

滑移铁电性作为一种独特且有前景的机制，正逐渐成为在低维系统中实现铁电性的重要途径，它提供了超越传统铁电机制的新设计原则。此外，通过静电电荷掺杂诱导的面外极化与面内电导的共存，使得这些系统成为实现铁电金属的强有力候选者。利用密度泛函理论计算，我们分析了基于过渡金属二硫族化物（TMDs）的Janus滑移铁电双层结构 XMY（M = Mo, W; X, Y = S, Se, Te; X $\neq$ Y）。除了表现出可切换的层间极化外，Janus滑移铁电体由于硫族原子间的电负性差异，在每层单层内都具有内禀电场。我们发现，单层内禀电场可用于调制层间铁电极化和电子能带结构。我们确定，Janus双层特定堆叠导致的层间距离减小是增加极化和减小带隙的主要因素。Janus单层内禀电场的方向在价带和导带的逐层贡献调制中起着重要作用，这影响了由外部电荷掺杂引起的极化降低。将此概念扩展至Janus三层结构，我们观察到与其双层对应物相比，极化进一步增强且带隙进一步减小。这些结果突显了基于TMD的Janus滑移铁电体的可调性，并为设计低带隙铁电体和潜在的铁电金属提供了途径。