不可逆非对称 multilayer 中的滑动可逆带隙调制

材料的电子带隙通常在制造后固定。实现按需且非易失性的带隙控制将开启一系列具有增强功能与效率的自适应器件的机遇。我们提出一种通用设计原则，用于按需且非易失性控制带隙值，利用外部电场驱动的可逆滑动引起的极化来调制不可逆背景极化，适用于非对称二维 (2D) multilayer。结构非对称可通过 Janus 单层双层或非极化单层异构层轻松实现，使该设计原则适用于广泛的二维材料。我们以实验合成的 Janus 金属硫化物 (metal dichalcogenide, TMD) multilayer 为例证明了该设计原则的多样性。我们的第一性计算显示，带隙调制可达 0.3 eV，甚至可实现半金属-半导体相变。通过将由 1T'''-MoS₂ 表示的铁电单层集成到双层结构中，我们展示了固有铁电性与滑动铁电性的组合可实现多带隙系统耦合至多阶极化开关。滑动可逆带隙调制为通过机械和电气刺激动态调整二维材料的光学、热和电子性质提供了一条途径。