利用面内各向异性设计铼二硫属化物 Janus 单层

具有两个不同界面的新型 Janus 二维(2D)过渡金属二硫属化物因其区别于典型 2D 材料的独特性质正受到越来越多的关注。本文表明,如 ReS$_{2}$ 或 ReSe$_{2}$ 等 2D 原子晶体的面内各向异性,允许形成大量不等价 Janus 单层。我们使用第一性原理计算研究了 29 种不同 ReX$_{2-x}$Y$_{x}$ ($\mathrm{X,Y \in \{S,Se\}}$) 结构的结构稳定性,这些结构可通过选择性交换 ReX$_{2}$ 单层中外露硫属元素获得。我们还考察了最稳定 Janus 单层的电子性质与功函数,并表明大量不等价结构为调控电子能带的自旋轨道分裂提供了途径。我们发现,反演对称性的破缺导致了比其他 Janus 二硫属化物更大的自旋分裂与自发偶极矩。此外,我们的计算表明 Janus 单层的功函数可通过改变替代硫属元素含量来调控。我们的工作证明了面内各向异性为 2D 原子晶体的亚层工程提供了额外灵活性。