寡层过渡金属二硫族化合物电子结构的角分辨光电子能谱研究

项目名称： 寡层过渡金属二硫族化合物电子结构的角分辨光电子能谱研究

项目编号： No.U1532136

项目类型： 联合基金项目

立项/批准年度： 2016

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 孙喆

作者单位： 中国科学技术大学

项目金额： 54万元

中文摘要： 作为类石墨烯材料，单层二硫族过渡金属化合物因其独特的物理、化学的性质，以及纳米器件中的潜在应用，是当前物理、化学和材料等领域里的研究前沿。从实验角度对其电子结构的测量和调控仍然处于初始研究阶段，需要从多方位进行深入的探索。本项目将使用角分辨光电子能谱在单层、双层等寡层的MoS2、MoSe2、TaSe2和NbSe2等材料系统中进行电子结构的直接测量，并通过衬底的选择和表面沉积K、Rb、Bi、Mn、Gd等元素对能带结构进行调控，包括寡层MoS2和MoSe2等材料中带隙、valley自由度、能带重整化的调控，以及寡层TaSe2和NbSe2中维度与层间耦合等因素对能带结构和电荷密度波行为的影响。与此同时，本项目将探索pump-probe实验技术和提升低能区同步辐射光微区探测的能力，拓展现有国家同步辐射实验室角分辨光电子能谱实验站的研究手段。

中文关键词： 角分辨光电子能谱；电子结构；过渡金属二硫族化合物

英文摘要： As graphene-like materials, monolayer transition metal dichalcogenides become the research frontiers of physics, chemistry and materials sciences, due to the novel physical and chemical properties as well as potential applications in nano-sized devices. From the experimental perspective, the investigation and control of electronic structures of these materials are still at the early stage, and extensive studies are demanded. In this proposal, we plan to employ the angle-resolved photoemission spectroscopy to directly study the electronic structures of mono-, two and few layer MoS2, MoSe2, TaSe2 and NbSe2 etc. By choosing the substrates and depositing K, Rb, Bi, Mn and Gd to control the electronic structures, we investigate how to control the band gaps, valley degree of freedom and band renormalization in few-layer MoS2 and MoSe2, and study how the dimensionality and interlayer coupling affect the band structures and charge density waves in few-layer TaSe2 and NbSe2. Meanwhile, we will enhance the research ability of the current angle-resolved photoemission endstation in NSRL, by developing the pump-probe technique and improving the ability of probing microscale domains at the low photon-energy range.

英文关键词： ARPES;electronic structures; transition metal dichalcogenides