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Enhancement of van der Waals interlayer coupling through polar Janus MoSSe
Journal of the American Chemical Society ( IF 14.4 ) Pub Date : 2020-09-17 , DOI: 10.1021/jacs.0c07051 Kunyan Zhang 1 , Yunfan Guo 2 , Qingqing Ji 2 , Ang-Yu Lu 2 , Cong Su 3 , Hua Wang 4 , Alexander A Puretzky 5 , David B Geohegan 5 , Xiaofeng Qian 4 , Shiang Fang 6 , Efthimios Kaxiras 7, 8 , Jing Kong 2 , Shengxi Huang 1
Journal of the American Chemical Society ( IF 14.4 ) Pub Date : 2020-09-17 , DOI: 10.1021/jacs.0c07051 Kunyan Zhang 1 , Yunfan Guo 2 , Qingqing Ji 2 , Ang-Yu Lu 2 , Cong Su 3 , Hua Wang 4 , Alexander A Puretzky 5 , David B Geohegan 5 , Xiaofeng Qian 4 , Shiang Fang 6 , Efthimios Kaxiras 7, 8 , Jing Kong 2 , Shengxi Huang 1
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Interlayer coupling plays essential roles in the quantum transport, polaritonic, and electrochemical properties of stacked van der Waals (vdW) materials. In this work, we report the unconventional interlayer coupling in vdW heterostructures (HSs) by utilizing an emerging 2D material, Janus transition metal dichalcogenides (TMDs). In contrast to conventional TMDs, monolayer Janus TMDs have two different chalcogen layers sandwiching the transition metal, and thus exhibit broken mirror symmetry and an intrinsic vertical dipole moment. Such a broken symmetry is found to strongly enhance the vdW interlayer coupling by as much as 13.2% when forming MoSSe/MoS2 HS compared to the pristine MoS2 counterparts. Our non-contact ultralow-frequency Raman probe, linear chain model, and density functional theory calculations confirm the enhancement and reveal the origins as charge redistribution in Janus MoSSe and reduced interlayer distance. Our results uncover the potential of tuning interlayer coupling strength through Janus heterostacking.
中文翻译：
通过极地 Janus MoSSe 增强范德瓦尔斯层间耦合
层间耦合在堆叠范德华 (vdW) 材料的量子传输、极化和电化学性能中起着至关重要的作用。在这项工作中，我们利用新兴的二维材料 Janus 过渡金属二硫属化物 (TMD) 报告了 vdW 异质结构 (HS) 中的非常规层间耦合。与传统的 TMD 相比，单层 Janus TMD 有两个不同的硫属元素层夹在过渡金属之间，因此表现出破坏的镜像对称性和固有的垂直偶极矩。与原始 MoS2 对应物相比，当形成 MoSSe/MoS2 HS 时，发现这种破坏的对称性将 vdW 层间耦合强烈增强了 13.2%。我们的非接触式超低频拉曼探头，线性链模型，和密度泛函理论计算证实了增强并揭示了 Janus MoSSe 中电荷重新分布和层间距离减小的起源。我们的结果揭示了通过 Janus 异质堆叠调整层间耦合强度的潜力。
更新日期：2020-09-17
中文翻译：
通过极地 Janus MoSSe 增强范德瓦尔斯层间耦合
层间耦合在堆叠范德华 (vdW) 材料的量子传输、极化和电化学性能中起着至关重要的作用。在这项工作中，我们利用新兴的二维材料 Janus 过渡金属二硫属化物 (TMD) 报告了 vdW 异质结构 (HS) 中的非常规层间耦合。与传统的 TMD 相比，单层 Janus TMD 有两个不同的硫属元素层夹在过渡金属之间，因此表现出破坏的镜像对称性和固有的垂直偶极矩。与原始 MoS2 对应物相比，当形成 MoSSe/MoS2 HS 时，发现这种破坏的对称性将 vdW 层间耦合强烈增强了 13.2%。我们的非接触式超低频拉曼探头，线性链模型，和密度泛函理论计算证实了增强并揭示了 Janus MoSSe 中电荷重新分布和层间距离减小的起源。我们的结果揭示了通过 Janus 异质堆叠调整层间耦合强度的潜力。
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