应变与电场可调谐的Mo₀.₇₅V₀.₂₅Te₂(Mo₃VTe₈)中的谷极化及其在谷电子学中的应用
二维过渡金属硫族化合物中的谷极化有望用于低能耗谷电子学和自旋-谷信息处理,但原始非磁性TMDs中的时间反演对称性使K+和K-谷保持简并,限制了器件应用。本研究利用第一性原理密度泛函理论计算,研究了V合金化MoTe₂单层Mo₀.₂₅V₀.₂₅Te₂的结构稳定性、电子性质及可调谷极化。用V替代合金化MoTe₂引入了磁交换相互作用,与自旋-轨道耦合共同作用,打破了不等价谷的简并。由于不存在虚声子模,该合金结构在能量和动力学上均稳定。在原始MoTe₂中,SOC在导带和价带分别产生34.0 meV和218.9 meV的自旋分裂,但未观察到谷极化。相比之下,Mo₀.₂₅V₀.₂₅Te₂在导带和价带分别表现出37.3 meV和78.2 meV的自发谷极化。外部电场和双轴应变进一步增强了谷极化。沿晶体c轴的横向电场在价带产生最大谷分裂132.8 meV,而双轴拉伸应变将价带谷分裂提升至160.8 meV。在2%双轴压缩应变下,导带最大谷分裂达到54.4 meV。这些结果表明,V合金化结合电场和应变工程,为实现MoTe₂中大且可调的谷极化提供了有效策略。因此,Mo₀.₂₅V₀.₂₅Te₂可被视为用于可调谷电子器件(如晶体管和传感器)的有前景的二维平台。
量科快讯
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