北京大学 表面碱金属沉积示意图
(2)表面掺杂2H粒子2中导带的掺杂依赖性
学分:北京大学国际量子材料中心 多体相互作用驱动的金属-绝缘体转变是凝聚态物理中的一个重要现象
奇异相总是出现在金属-绝缘体转变点周围，在那里量子涨落是由自旋、电荷、轨道和晶格自由度之间的竞争引起的
二维(2D)材料是一大类材料
它们的简单结构、低维度和高度可调的载流子密度使它们成为探索奇异相的理想平台
然而，在大多数2D材料中，多体相互作用通常很弱，因此，在很长一段时间内，与关联相关的现象在2D材料的研究中很少受到关注
最近，人们发现在2D异质结构或人为增加的2D结构中可以增强多体相互作用
在许多有趣的体系中都发现了相关现象，如镧铝酸盐/钛酸锶盐、扭曲双层石墨烯等
北京大学国际量子材料中心(ICQM)的张炎团队报道了利用高分辨率角分辨光电子能谱(ARPES)和原位表面碱金属沉积在表面掺杂的过渡金属二硫化物2H-莫特2中发现了奇异的金属-绝缘体转变
他们发现金属-绝缘体转变可以用极化子的位置来解释，因为在样品表面增强了强的电子-声子耦合
这项名为“表面掺杂的二维半导体2H粒子2中的金属-绝缘体转变和出现的间隙相”的工作发表在《物理评论快报》上
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拉脱维亚人
126，106602(2021)]2021年3月12日
张炎是相应的作者，ICQM博士生韩婷婷是第一作者
实验是在北京大学自主构建的ARPES系统和上海同步辐射装置(SSRF)的光束线BL03U上进行的
通过使用表面沉积技术，张炎的团队在2H二号尘粒的表层和体层之间创建了一个2D金属-半导体界面
通常，当载流子被填充到半导体的导带中时，化学势升高，导带刚性地向更高的结合能移动
然而，在2H微尘2的表面，研究人员发现导带经历了多重跃迁，载流子掺杂跨越了金属态、间隙相、绝缘体态和坏金属态
电子结构的这种演变不能用化学势的变化或表面退化来解释，这表明在2H二号粒子表面存在一种奇特的金属-绝缘体转变
表面掺杂的2H粒子2的相图
(二)和(三)复制带和强电子-声子耦合存在的光谱证据:北京大学国际量子材料中心 进一步的研究发现，2H微尘2的表面呈现出复杂的相图，类似于多体相互作用驱动的量子相变的相图
同时，详细的光谱分析解决了通常被视为强电子-声子耦合指纹的复制带的存在
结合观察到的光谱能量重整化和能带色散的演化，研究人员得出结论:在2H二号粒子表面，电子-声子耦合被强烈增强
电子被晶格激发修饰，形成极化子
然后极化子由于杂质或无序散射而定位，这驱动了观察到的金属-绝缘体转变
这项工作展示了一个简单的二维半导体表面是如何发生复杂的金属-绝缘体转变的
一方面，研究结果强调了表面掺杂的2H粒子2是实现极化子绝缘体、极化子扩展态和高温超导的强候选材料
另一方面，实验表明表面碱金属沉积可以增强二维半导体中的多体相互作用，为探索二维材料中的关联现象开辟了一条新的途径
这项工作得到了国家自然科学基金、国家重点研究与发展项目的资助
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