【仪表网 研发快讯】近日，依托先进光场显示芯片与系统全国重点实验室、学校光量子与纳机电集成交叉科学中心，北京理工大学物理学院/前沿交叉研究院武旭教授课题组与我校集成电路学院、武汉大学物理与技术学院、中国科学院物理研究所开展合作，在二维材料Janus结构调控和电荷密度波态对称性破缺机理研究方面取得重要进展。相关研究成果以“Unusual charge density wave introduced by the Janus structure in monolayer vanadium dichalcogenides”为题发表在国际知名期刊《Science Advances》上，论文第一作者为北京理工大学毕业博士生许自强、邵岩教授、在读博士生黄纯和武汉大学在读博士生朱超。通讯作者为北京理工大学武旭教授、乔婧思教授、王业亮教授和武汉大学张晨栋教授。
 

　　研究课题组成功发展出原子层级Se化工艺，以此为基础实现了单层Janus结构VTeSe材料的可控制备。进一步，借助扫描隧道显微镜技术，对材料的电荷密度波(CDW)现象进行原子级成像，观测到具有独特对称性的“√13×√13”超周期，该结构具有显著的三重旋转对称性破缺。通过理论计算与实验结合，团队揭示了这种CDW态与材料内部自旋排列紧密相关，而不是单一的传统电子-声子耦合作用机理。该成果不仅为二维过渡金属硫族化合物(TMD)的原子级结构调控提供了新的制备工艺技术，也对对称性调控与量子态设计提供了全新思路，推动二维材料的物态调控和相关的基础以及应用科学研究。
 

图1 单层Janus VTeSe的制备流程示意图和原子级结构表征结果。
 

　　图2 二维VTe2和具有Janus结构VTeSe两种材料电荷密度波结构的原子级成像对照。

 

图3 二维Janus VTeSe中CDW态的电子态实空间成像分析结果。
 

　　图4 单层Janus VTeSe的电荷密度波与自旋序之间的关联以及对应的DFT理论计算