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单层1T-VS₂中观察到 novel 空穴密度波超结构:室温下及其在多层中的演化

材料科学 2025-12-17 v2

摘要

二维晶体格子单层(ML)中自发形成的空穴密度波(CDW)超结构是理解其复杂量子态的基本问题。我们报告了成功的自上而下的液相剥离和压印转移过程(LPESTP)以创建ML VS₂, 在室温下发生CDW转变。通过高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)和电子衍射(ED),我们观察到VS₂在室温下1T和2H多态相的共存,只有1T相发生CDW转变。我们发现了单层1T-VS₂中一种新型不可约CDW超结构(7×7\sqrt{7} \times \sqrt{7}) R19.1°。随着层数的增加,CDW有序性变化为共轨(2×2×12 \times 2\times 1)超结构。通过能角依赖的光电子能谱和TEM,我们证明了钨原子在多层VS₂中自我分子嵌入为V³⁺离子,负责CDW超结构从不可约(7×7\sqrt{7} \times \sqrt{7}) R19.1°向共轨(2×2×12\times2\times1)顺序的演变。我们也报告了在扭曲双层1T-VS₂片中观察到 novel Moiré 超晶格,包含单层中捕获的CDW超结构。对ML 1T-VS₂进行的密度泛函理论(DFT)计算显示,观察到的(7×7\sqrt{7} \times \sqrt{7}) R19.1° CDW超结构的能量低于原始未扭曲的ML,CDW不稳定性由强软声子模式的形成驱动。我们的发现为理解1T-VS₂中CDW超结构随层数和V自分子嵌入的演化提供了重要平台。

关键词

引用

@article{arxiv.2510.03800,
  title  = {Observation of a Novel Charge Density Wave Superstructure in Monolayer 1T-$VS_{2}$ at Room Temperature and its Evolution in Multilayers},
  author = {Samanta Pal and Kaustuv Chatterjee and Jyotirmoy Sau and Biswarup Satpati and Manoranjan Kumar and A. K. Raychaudhuri and Prabir Pal},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2510.03800},
  year   = {2025}
}

备注

41 pages, 7 Figures