2月25日确定了单层二硒化钒中电荷顺序的不同驱动机制

新加坡国立大学的物理学家发现，单层二硒化钒 (VSe 2 ) 具有并存的电荷有序状态和两种不同的驱动机制。电荷密度波 (CDW) 是电子密度的静态调制——通常在晶体材料中以几个晶格常数的周期性间隔发生。传统的 CDW 发生在电子(“费米”)表面的平行区域内，并伴随着底层原子晶格的周期性(Peierls)调制。

尽管已有近一个世纪的历史，但 CDW 仍然在凝聚态物理界引起了相当大的关注。CDW 在超薄二维 (2D) 材料中的出现和可调性特别有趣，因为这些材料还可以承载其他新状态(例如，磁性和超导性)，并且可能对电子应用有用。由于电子-电子相互作用的重要性增加，具有单层或几层原子的超薄材料中的电荷顺序也具有重要意义。

单层形式的二硒化钒 (VSe 2 )是典型的过渡金属二硫属化物。它有一个传统的三角形 CDW，其周期性是其晶格常数 4a 的四倍(其中 a 是晶格常数)。然而，单层 VSe 2的基态饱受争议，结构、电子和磁性起源的有序状态的对比报告。考虑到其在潜在应用中的用途，以及了解强耦合和关联在超薄材料中的影响，确定单层 VSe 2中电荷顺序的性质和来源非常重要。

新加坡国立大学物理系Andrew WEE教授和Anjan SOUMYANARAYANAN助理教授领导的研究团队在揭示单层VSe 2中发现的电荷顺序的性质和起源方面取得了重大进展。他们的扫描隧道显微镜 (STM) 实验表明，虽然双层 (BL)-VSe 2中的 CDW 与块状材料密切相关，但在单层 VSe 2中它在性质上变得截然不同。跨不同基材和温度的系统研究表明，单层 VSe 2拥有两个对比的单向 CDW，周期分别为 4a 和 2.8a(见图)。他们的计算表明，虽然可以使用传统的 Peierls 机制解释 4a CDW，但无法在此框架内解释 2.8a CDW。相反，研究人员表明，这种非常规的 CDW 可能源于强烈的电子 - 电子相互作用。这项研究是与阿姆斯特丹大学和科学研究所的合作。

助理教授 Soumyanarayanan 说：“我们的研究结果确立了单层 VSe 2作为第一种承载两个共存 CDW 的材料，每个 CDW 都有不同的驱动机制。这项工作解决了围绕单层 VSe 2的备受争议的基态的争议。它进一步铺平了使用紧急相互作用来实现和定制超薄膜和异质结构中的有序状态的方法，用于非常规电子设备。”

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