Summary (English)
In this paper, we investigate nonlinear valley Hall effect in bilayer transition metal dichalcogenides by exploring the nonlinear transport regime.
Using effective models and first-principles calculations, our work demonstrates that2024 nonvanishing nonlinear valley Hall conductivities emerge in a uniaxially strained MoS2 bilayer due to strain-induced band tilts of Dirac fermions.
With small spin-orbit-coupling induced band splittings, the conduction bands generate much remarkable nonlinear valley Hall conductivity.
Additionally, nonlinear conductivities are highly tunable through modulating strength and direction of strain, chemical potential, and interlayer gap.
Using effective models and first-principles calculations, our work demonstrates that2024 nonvanishing nonlinear valley Hall conductivities emerge in a uniaxially strained MoS2 bilayer due to strain-induced band tilts of Dirac fermions.
With small spin-orbit-coupling induced band splittings, the conduction bands generate much remarkable nonlinear valley Hall conductivity.
Additionally, nonlinear conductivities are highly tunable through modulating strength and direction of strain, chemical potential, and interlayer gap.
요약 (Korean)
이 논문에서, 우리는 비선형 운송 체제를 탐색함으로써 이중층 전이 금속 디칼 코게 나이드에서 비선형 밸리 홀 효과를 조사한다.
효과적인 모델과 첫 번째 원리 계산을 사용하여, 우리의 연구는 2024 비선형 밸리 홀 전도도가 Dirac Fermions의 변형 유발 밴드 기울기로 인해 불일치로 변형 된 MOS2 이중층에서 나타 났음을 보여줍니다.
작은 스핀 궤도 결합 유도 밴드 분할을 통해 전도 밴드는 훨씬 현저한 비선형 밸리 홀 전도도를 생성합니다.
또한, 비선형 전도도는 변형, 화학적 잠재력 및 층간 간격의 강도 및 방향을 조절함으로써 매우 조정 가능합니다.
효과적인 모델과 첫 번째 원리 계산을 사용하여, 우리의 연구는 2024 비선형 밸리 홀 전도도가 Dirac Fermions의 변형 유발 밴드 기울기로 인해 불일치로 변형 된 MOS2 이중층에서 나타 났음을 보여줍니다.
작은 스핀 궤도 결합 유도 밴드 분할을 통해 전도 밴드는 훨씬 현저한 비선형 밸리 홀 전도도를 생성합니다.
또한, 비선형 전도도는 변형, 화학적 잠재력 및 층간 간격의 강도 및 방향을 조절함으로써 매우 조정 가능합니다.
기술적 용어 설명 (Technical Terms)
- Valley: 비선형 전송 효과가 최근에 응축 된 물질 물리학의 주제에 대한 읽기에 대한 독서 였음을 보여주는 밴드의 국소 극단 [10-12]은 반대쪽 베리 곡률 쌍극자 또는 베리 연결 편광성, 즉 Valleytronics [4-6]에서 발생합니다. (Original English Explanation: Local extreme in band demonstrating that nonlinear transport effects have recently been readings on topics in condensed matter physics [10–12], they arise from opposite Berry curvature dipole or Berry connection polarizability, i.e., valleytronics [4–6].)
- Valleycontrasting: 대칭이 부러지면서 계곡 대조 전송 특성을 나타내는 특성. 선형 반응 체제를 넘어 비선형 밸리 홀 효과가있는 재료에 사용됩니다. (Original English Explanation: Properties exhibiting valley-contrasting transport properties due to broken symmetry. Used for materials with nonlinear valley Hall effects beyond linear response regime.)
- Transition metal dichalcogenides: 두 개의 상이한 원자가 함께 결합되어 화학적으로 안정적이지만 구조적으로 불안정한 분자를 형성하는 물질의 종류 [24]. (Original English Explanation: A class of materials where two different atoms are bonded together, forming a molecule that is chemically stable but structurally unstable [24].)
- Valleytronics: 이중층 전이 금속 디칼 코게 나이드에서 계곡의 사용 및 제어와 관련된 특성. 선형 응답 체제를 넘어 계곡 대조 전송 반응에 사용됩니다 [19]. (Original English Explanation: Properties related to the use and control of valleys in bilayer transition metal dichalcogenides. Used for valley-contrasting transport response beyond linear response regime [19].)
- Nonlinear valley Hall effect: 베리 곡률 쌍극자 또는 베리 연결 편광성, 즉 Valleytronics [4-6]로 인한 변형-유도 된 밴드 기울기로부터 발생하는 효과는 변형, 화학적 잠재력 및 간격의 방향을 조절함으로써 매우 조정 가능합니다 [25]. (Original English Explanation: Effect arising from strain-induced band tilts due to opposite Berry curvature dipole or Berry connection polarizability, i.e., valleytronics [4–6], which is highly tunable through modulating strength and direction of strain, chemical potential, and interlayer gap [25].)
Excerpt (English Original)
Nonlinear valley Hall effect in a bilayer transition metal dichalcogenide Zhichao Zhou,1 Ruijing Fang,1, 2 Zhen Zhang,1, 2 Xiaoyu Wang,1, 2 Jiayan Rong,1 and Xiao Li1, 2, ∗ 1School of Physics and Technology, Nanjing Normal University, Nanjing 210023, China 2Center for Quantum Transport and Thermal Energy Science, Nanjing Normal University, Nanjing 210023, China Valley-contrasting Hall transport conventionally relies on the inversion symmetry breaking in two-dimensional systems, which greatly limits the selection range of valley materials.
In particular, while monolayer transition metal dichalcogenides have been widely utilized as a well-known class of valley materials in valleytronics, the centrosymmetric nature hinders the realization of valley- contrasting properties in the bilayer counterparts.
Here, taking MoS2 as an example, we discover valley-contrasting transport in bilayer transition metal dichalcogenides by exploring nonlinear trans- port regime.
Using effective models and first-principles calculations, our work demonstrates that2024 nonvanishing nonlinear valley Hall conductivities emerge in a uniaxially strained MoS2 bilayer, ow- ing to strain-induced band tilts of Dirac fermions.
With the aid of small spin-orbit-coupling induced band splittings, the conduction bands generate much remarkable nonlinear valley Hall conductivity.Dec Moreover, the nonlinear conductivities are highly tunable through modulating the strength and the direction of the strain, chemical potential, and interlayer gap.
Our findings not only expands ma- terial choices for valleytronic applications, but also provides opportunities for designing advanced27 electronic devices that leverage nonlinear valley transports.
Introduction.
– Valley, as a local extreme in band demonstrates that nonlinear valley Hall effect appears in structure, is an emergent electronic degree of freedom centrosymmetric monolayers [19].
Compared with the [1, 2].
Inequivalent valleys possess valley-contrasting above centrosymmetric monolayers, MX2 bilayers pos- transport and optoelectronic properties [1, 3].
For exam- sess an additional layer degree of freedom and nonnegli- ple, under the action of in-plane electric field, opposite gible spin-orbit coupling.
Given…
In particular, while monolayer transition metal dichalcogenides have been widely utilized as a well-known class of valley materials in valleytronics, the centrosymmetric nature hinders the realization of valley- contrasting properties in the bilayer counterparts.
Here, taking MoS2 as an example, we discover valley-contrasting transport in bilayer transition metal dichalcogenides by exploring nonlinear trans- port regime.
Using effective models and first-principles calculations, our work demonstrates that2024 nonvanishing nonlinear valley Hall conductivities emerge in a uniaxially strained MoS2 bilayer, ow- ing to strain-induced band tilts of Dirac fermions.
With the aid of small spin-orbit-coupling induced band splittings, the conduction bands generate much remarkable nonlinear valley Hall conductivity.Dec Moreover, the nonlinear conductivities are highly tunable through modulating the strength and the direction of the strain, chemical potential, and interlayer gap.
Our findings not only expands ma- terial choices for valleytronic applications, but also provides opportunities for designing advanced27 electronic devices that leverage nonlinear valley transports.
Introduction.
– Valley, as a local extreme in band demonstrates that nonlinear valley Hall effect appears in structure, is an emergent electronic degree of freedom centrosymmetric monolayers [19].
Compared with the [1, 2].
Inequivalent valleys possess valley-contrasting above centrosymmetric monolayers, MX2 bilayers pos- transport and optoelectronic properties [1, 3].
For exam- sess an additional layer degree of freedom and nonnegli- ple, under the action of in-plane electric field, opposite gible spin-orbit coupling.
Given…
발췌문 (Korean Translation)
이중층 전이 금속 디 캘코게 나이드 Zhichao Zhou, 1 Ruijing Fang, 1, 2 Zhen Zhang, 1, 2 Xiaoyu Wang, 1, 2 Jianyan Rong, 1 및 Xiao Li1, 2, 물리학 및 기술 1school, Nanjing Narnjing 210023, Nanjing 210023, Nanjing 210023, Nanjing 210023, Nanjing 210023.
Science, Nanjing Normal University, Nanjing 210023, China Valley-Contrasting Hall Transport는 전통적으로 2 차원 시스템의 반전 대칭이 파괴되어 계곡 재료의 선택 범위를 크게 제한합니다.
특히, 단층 전이 금속 디칼 코게 나이드는 Valleytronics에서 잘 알려진 계곡 물질로 널리 사용되어 왔지만, 중심 상징적 특성은 이중층의 계곡 대조적 특성의 실현을 방해합니다.
여기서, MOS2를 예로 들어, 우리는 비선형 트랜스 포트 체제를 탐색함으로써 이중층 전이 금속 디 칼로 게이드에서 계곡 대조 수송을 발견한다.
효과적인 모델과 첫 번째 원칙 계산을 사용하여, 우리의 연구는 2024 비 선반 비선형 밸리 홀 전도도가 불수성으로 변형 된 MOS2 이중층에서 나타나고 Dirac fermions의 변형 유도 밴드 기울기에 빚지고 있음을 보여줍니다.
작은 스핀 궤도 결합 유도 밴드 분할의 도움으로 전도 대역은 훨씬 현저한 비선형 밸리 홀 전도도를 생성합니다.
우리의 연구 결과는 Valleytronic Applications의 엄청난 선택을 확장 할뿐만 아니라 비선형 계곡 운송을 활용하는 Advanced27 전자 장치를 설계 할 수있는 기회를 제공합니다.
소개.
– 밴드의 지역 극단 인 밴드가 비선형 계곡 홀 효과가 구조에 나타나는 것으로 나타 났 듯이, 사라진 전자의 자유 정도의 중심 대칭 단일 층 [19].
[1, 2]와 비교하여.
불가분의 계곡은 중심 대칭 단일 층, MX2 Bilayers postrantial 및 광전자 특성 위의 계곡 대조를 보유하고 있습니다 [1, 3].
평면 내 전기장의 작용하에, 반대쪽 위장 스핀 궤도 커플 링에 따라 추가 층의 자유 정도의 자유 및 비- 글리 플라이를 검사합니다.
주어진…
Science, Nanjing Normal University, Nanjing 210023, China Valley-Contrasting Hall Transport는 전통적으로 2 차원 시스템의 반전 대칭이 파괴되어 계곡 재료의 선택 범위를 크게 제한합니다.
특히, 단층 전이 금속 디칼 코게 나이드는 Valleytronics에서 잘 알려진 계곡 물질로 널리 사용되어 왔지만, 중심 상징적 특성은 이중층의 계곡 대조적 특성의 실현을 방해합니다.
여기서, MOS2를 예로 들어, 우리는 비선형 트랜스 포트 체제를 탐색함으로써 이중층 전이 금속 디 칼로 게이드에서 계곡 대조 수송을 발견한다.
효과적인 모델과 첫 번째 원칙 계산을 사용하여, 우리의 연구는 2024 비 선반 비선형 밸리 홀 전도도가 불수성으로 변형 된 MOS2 이중층에서 나타나고 Dirac fermions의 변형 유도 밴드 기울기에 빚지고 있음을 보여줍니다.
작은 스핀 궤도 결합 유도 밴드 분할의 도움으로 전도 대역은 훨씬 현저한 비선형 밸리 홀 전도도를 생성합니다.
우리의 연구 결과는 Valleytronic Applications의 엄청난 선택을 확장 할뿐만 아니라 비선형 계곡 운송을 활용하는 Advanced27 전자 장치를 설계 할 수있는 기회를 제공합니다.
소개.
– 밴드의 지역 극단 인 밴드가 비선형 계곡 홀 효과가 구조에 나타나는 것으로 나타 났 듯이, 사라진 전자의 자유 정도의 중심 대칭 단일 층 [19].
[1, 2]와 비교하여.
불가분의 계곡은 중심 대칭 단일 층, MX2 Bilayers postrantial 및 광전자 특성 위의 계곡 대조를 보유하고 있습니다 [1, 3].
평면 내 전기장의 작용하에, 반대쪽 위장 스핀 궤도 커플 링에 따라 추가 층의 자유 정도의 자유 및 비- 글리 플라이를 검사합니다.
주어진…
출처: arXiv
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