二十面體堆積的MoS2雙層中的層間耦合作用

研究人員最近發現了一種TMD的斜方體晶體結構（具有平行取向的TMD層堆疊），儘管每層都沒有極化，但具有可調諧的自發電極化。研究人員使用一種光學方法來研究由不對稱MoS2雙層的層間耦合產生的自發極化。

這種新的現象將斜方體TMD轉化為具有吸收可見光能力的鐵電半導體，增加了它們在各種設備中的潛在適用性。然而，這一現象的機制仍不清楚。

在這項研究中，採用了一種光學方法來研究由不對稱層間耦合產生的自發極化，由於在相鄰層的不同扭曲角度下，自發極化發生了巨大的變化，因此可以調控vdW材料的特性。

研究小組專注於層間耦合，在一個基於同質斜方體MoS2雙層的雙門器件中，通過場相關的光學光譜對其進行研究。在這裡，層間電位與不同層的導帶邊緣的能量差進行了比較。

結果顯示，耦合只發生在一層的導帶和另一層的價帶之間，而不是反過來。這種相互作用被稱為不對稱的層間耦合。

與石墨烯電傳感方法相比，這項工作中提出的光學技術不依賴於通過層間滑動的偏振切換，使其成為測量不同材料中自發偏振的理想選擇。使用光學測量的帶隙和帶偏移量化了K位點的耦合的強度，這對於具有滑動鐵電性的半導體TMD的光電和鐵電應用至關重要。

總之，利用費米極光對多級摻雜的電荷的獨特敏感性來研究固有的層間電勢，從而研究均勻的3R-MoS2雙層中的自發極化。

研究結果為理解由扭曲的同質結構產生的摩爾紋超晶格提供了一個堅實的框架。除了通過位置相關的層間耦合發現的新的物理現象外，層間跳躍決定了摩爾紋電位深度和摩爾紋帶的頻寬。

層間跳躍和庫侖相互作用之間的競爭導致了在各種實驗中觀察到的不同的相關絕緣狀態。因此，徹底瞭解不同堆積順序的層間耦合對於研究這些新型半導體摩爾材料至關重要。

通過使用各種TMD的異質結構，未來可以實現具有額外獨特功能的不對稱耦合。由於不需要偏振切換，目前的光學研究自發偏振的方法可用於廣泛的極性半導體。

參考文獻：Liang, J., Yang, D., Wu, J., Dadap, J. I., Watanabe, K., Taniguchi, T., Ye, Z. (2022). Optically Probing the Asymmetric Interlayer Coupling in Rhombohedral-Stacked MoS2 Bilayer. Physical Review X. https://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.12.041005

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