論文の概要: Strain- and Electric-Field-Tunable Valley Polarization in Mo0.75V0.25Te2(Mo3VTe8) for Valleytronic Application
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.19954v1
- Date: Thu, 18 Jun 2026 08:54:30 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-19 18:23:39.746599
- Title: Strain- and Electric-Field-Tunable Valley Polarization in Mo0.75V0.25Te2(Mo3VTe8) for Valleytronic Application
- Title（参考訳）: Mo0.75V0.25Te2(Mo3VTe8)のひずみ・電界可変谷分極
- Authors: Md. Mostaqul Islam, Vivek Chowdhury, Md. Nure-Alam-Dipu, Ahmed Zubair,
- Abstract要約: 2次元TMDにおける谷分極は、低出力の谷トロニクスとスピンバレー情報処理を約束する。
V添加MoTe2単層Mo0.75V0.25Te2の構造安定性, 電子特性, 調整可能な谷分極について検討した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Valley polarization in 2D TMDs is promising for low-power valleytronic and spin-valley information processing, but time-reversal symmetry in pristine nonmagnetic TMDs keeps the K+ and K- valleys degenerate, limiting device applications. In this work, we investigated the structural stability, electronic properties, and tunable valley polarization of V-alloyed MoTe2 monolayer, Mo0.75V0.25Te2, using first-principles density functional theory (DFT) calculations. Substitutional alloying of MoTe2 with V introduced magnetic exchange interaction, which, together with spin-orbit coupling (SOC), lifted the valley degeneracy at the unequal valleys. The alloyed structure was found to be energetically and dynamically stable due to the absence of imaginary phonon modes. In pristine MoTe2, SOC produced spin splittings of 34.0 meV and 218.9 meV in the conduction bands and valence bands, respectively, but no valley polarization was observed. In contrast, Mo0.75V0.25Te2 exhibited spontaneous valley polarization of 37.3 meV in the conduction band and 78.2 meV in the valence band. The valley polarization was further enhanced by external electric fields and biaxial strain. A transverse electric field along the crystal c axis produced the maximum valley splitting of 132.8 meV in the valence band, whereas biaxial tensile strain increased the valence band valley splitting up to 160.8 meV. The maximum conduction band valley splitting reached 54.4 meV under 2% biaxial compressive strain. These results demonstrated that V alloying, combined with electric-field and strain engineering, provides an effective strategy for achieving large and tunable valley polarization in MoTe2. Thus, Mo0.75V0.25Te2 can be considered a promising 2D platform for tunable valleytronic device applications, such as transistors and sensors.
- Abstract（参考訳）: 2次元TMDにおける谷分極は、低出力の谷トロニクスおよびスピンバレー情報処理を約束するが、プリスタン非磁性TMDにおける時間反転対称性は、K+とK-谷の縮退を保ち、デバイス応用を制限している。
本研究では, 第一原理密度汎関数理論(DFT)を用いて, V添加MoTe2単層Mo0.75V0.25Te2の構造安定性, 電子特性, 調整可能な谷分極について検討した。
MoTe2とVの置換合金化は磁気交換相互作用を導入し、スピン軌道カップリング(SOC)とともに不等谷のバレー縮退性を持ち上げた。
合金構造は, 想像上のフォノンモードが欠如しているため, エネルギー的, 動的に安定であることがわかった。
プリスタンMoTe2では、SOCは伝導帯と原子価帯でそれぞれ34.0 meVと218.9 meVのスピン分裂を発生させたが、谷分極は観測されなかった。
対照的に、Mo0.75V0.25Te2は伝導帯で37.3 meV、原子価帯で78.2 meVの自発的な谷分極を示した。
谷分極は、外部電場と二軸ひずみによりさらに強化された。
結晶c軸に沿った横方向電場は、原子価帯で132.8 meVの最大谷分割を発生させ、一方、二軸引張ひずみは原子価帯の谷分割を最大160.8 meVまで増加させた。
最大導電帯の谷分割は2軸圧縮ひずみ2%で54.4MeVに達した。
これらの結果から,V合金と電界・ひずみ工学を組み合わせることで,MoTe2における大きな谷分極と調整可能な谷分極を実現するための効果的な戦略が得られた。
したがって、Mo0.75V0.25Te2は、トランジスタやセンサーなどの調整可能なバレートロニクスデバイス応用のための有望な2Dプラットフォームと見なすことができる。
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