VIB 族过渡金属二硫属化物单层的三带紧束缚模型

我们提出了一个三带紧束缚 (TB) 模型，用于描述 VIB 族过渡金属二硫属化物 $MX_2$ ($M$=Mo, W; $X$=S, Se, Te) 单层中的低能物理。由于导带和价带边主要由 $M$ 原子的 $d_{z^{2}}$、$d_{xy}$ 和 $d_{x^{2}-y^{2}}$ 轨道贡献，该 TB 模型基于单层的对称性利用这三个轨道构建。TB 模型的参数是通过拟合所有 $MX_2$ 单层的第一性原理能带得到的。仅涉及最近邻 $M$-$M$ 跃迁的 TB 模型足以捕捉 $\pm K$ 谷的带边特性，包括能量色散关系以及贝里曲率。涉及直至第三近邻 $M$-$M$ 跃迁的 TB 模型可以很好地重现整个布里渊区的能带。通过包含 $M$ 原子的在位自旋 - 轨道相互作用，很好地解释了价带中的自旋 - 轨道耦合。导带也表现出微小的谷依赖自旋分裂，其在 Mo$X_{2}$ 和 W$X_{2}$ 之间具有总体符号差异。我们讨论了对三带模型这些修正的起源。此处开发的三带 TB 模型能有效解释 $MX_2$ 单层中的低能物理，其简洁性在多体物理和边缘态物理研究中尤为有用。