物性物理学：静電ドーピングによって駆動される単層二テルル化モリブデンの構造相転移

単層の遷移金属ジカルコゲニド（TMD）は、構造、対称性、物理特性が異なる多数の結晶相を示す。こうしたさまざまな構造相間の転移についての物理を二次元で探求することによって、材料特性を切り替える方法や、潜在用途についての示唆が得られる可能性がある。TMDにおける構造相転移は、これまで熱的方法や化学的方法によって誘起されてきた。理論的可能性としては、最近、静電ドーピングによる結晶相の純粋な静電制御が提案されているが、まだ実現していない。本論文では、単層二テルル化モリブデン（MoTe₂）の六方晶相と単斜晶相の間の、静電ドーピングによって駆動される相転移を実験的に実証したことを報告する。我々は、この相転移がラマン分光でヒステリシスループを示し、ゲート電圧の上下によって反転できることを見いだした。また、第二高調波発生分光法と偏光分解ラマン分光法を組み合わせて、誘起された単斜晶相が元の六方晶相の結晶方位を維持していることも示す。さらに、この構造相転移は試料全体にわたって同時に起こる。今回の静電ドーピングによる構造相転移の制御は、原子レベルの薄い膜を利用した相変化デバイスの開発に新たな可能性を開く。

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