近日，我院任俊峰教授团队和巴西利亚大学Fanyao Qu教授、纽约州立大学布法罗分校Hao Zeng教授合作，在国际著名期刊《TheJournal of Physical Chemistry Letters》上发表了题为“Intrinsic Valley Splitting and Direct-to-indirect Band Gap Transition in Monolayer HfZrSiCO2”的学术论文。山东师范大学为第一论文署名单位，博士研究生陆佳骏为第一作者，Fanyao Qu教授和任俊峰教授为通讯作者。
近年来，如何有效利用二维半导体中激子的能谷自由度是能谷电子学中一个活跃的研究方向。在能谷电子器件中，大的能谷劈裂以及足够长的能谷激子寿命都是至关重要的。作者设计了一种Janus单层HfZrSiCO2材料，理论研究发现该材料的特殊谷层耦合机制和内建电场使其不仅具有大的本征谷劈裂，而且还可以携带具有长谷寿命的激子。同时还研究发现通过外加电场和双轴应变可以对其能谷性质进行调节和操纵，从而产生可调谐的能谷劈裂并驱动体系发生从直接带隙到间接带隙的相变。除此之外，该材料在激子的吸收方面也表现出能谷对比的线性二色性。这些奇特的物理性质都表明Janus单层HfZrSiCO2是一种具有广阔应用前景的材料。
图1. HfZrSiCO2材料的谷层耦合机制和能谷极化性质。
论文链接：https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.jpclett.2c01090
