应变对薄层过渡金属硫族化合物谷性质的影响

The valley properties of electrons in transition metal dichalcogenides are promising for next generation electronics which has seen a recent explosion of interest. Their potential applications cannot be separated from effective valley polarization and control. In this project，we study a possibility for generating valley currents by an ac electric bias, and explore the mechanisms related to trigonal warping of the energy contours of valley. Circular photogalvanic effect is used to study the anisotropy of valleys while strain is applied for tuning band structure. Our object is, through study on relevant theories and technology, realizing valley polarized currents，designing and fabricating an electrically switchable chiral light-emitting transistor.

过渡金属硫族化合物（TMDs）近年来受到了广泛的关注，其谷电子的性质有望应用于下一代电子器件中，而潜在的应用离不开有效的谷极化注入和调控。本项目研究一种利用交流电场注入谷极化电流的新方法，探索TMDs能谷附近带边三角弯曲程度与电场注入谷极化电流能力之间的关联机制。我们利用圆偏振光电流效应来探索TMDs中能谷及带边各向异性，利用应变对TMDs能谷及带边各向异性进行调节。通过对相关理论和技术问题的研究，实现交流电场诱导谷极化电流，设计并制备基于谷电子复合的圆偏振可调的发光晶体管。

过渡金属硫族化合物近年来受到了广泛的关注，其谷性质有望应用于下一代电子器件中，而其潜在的应用离不开能谷极化和调控。本项目的研究内容和重要结果如下：1.通过圆偏振光电流，研究了薄层二硫化钼能谷效应。实验表明，在共振激发下，单层的二硫化钼有圆偏振光电流信号，而多层的二硫化钼则没有圆偏振光电流信号，从而验证了单层二硫化钼的能谷效应。对多层的二硫化钼样品，通过离子液体栅可以打破空间反演对称性，继而诱导出谷的圆偏振光电流。通过调控栅压，能够改变圆偏振光电流的大小，实现了对谷效应的电场调控。本研究为谷电子学在多层过渡金属硫族化合物的应用提供了科学依据。2.对薄层过渡金属硫族化合物的谷二色性展开了研究。研究发现在室温下，当采用532 nm的圆偏振光激发时，多层的二硫化钨中可以测到高达58%的谷二向色性，单层二硫化钨为8%，远高于二硫化钼和二硒化钨。该研究为室温下二硫化钨的谷调控以及谷电子与谷光电子器件实现奠定了基础。