近期，我院计算凝聚态物理组在二维范德华材料的层间相互作用研究方面取得新进展，相关成果“Momentum matching and band-alignment type in van der Waals heterostructures: Interfacial effects and materials screening”发表在《Physical Review B》(2023，107，235420)，博士研究生张月娇为第一作者，石兴强教授和王江龙教授为通讯作者。
动量匹配的范德华异质结有利于光载流子的高效产生和跃迁，而且Γ点动量匹配不会被层间旋转破坏，具有鲁棒性。本工作中作者研究了InSe/双层WS2异质结中界面作用对带边能级差（下图b）和带边能谷位置的影响，以及由此导致的能带排列类型和动量空间匹配情况的变化。定量给出了范德华异质结中不同因素影响的大小，包括：界面电荷重分布引起的势能台阶、界面轨道杂化以及两者的协同作用对价带和导带的带偏以及带边的极值点与次极值点的能量差，其分别对应下图的VBO、CBO、ΔVBM以及ΔCBM。在以上定量分析的基础上，作者提出了筛选鲁棒的动量匹配的II型范德华异质结的新方法，即对孤立子体系间的VBO、CBO、ΔVBM以及ΔCBM进行限定。此工作为筛选和设计鲁棒的动量匹配和特定能带排列类型的范德华异质结开辟了一条新路径，而且为识别机器学习模型中的关键特征提供了重要参考，该方法还可用于筛选其它能带排列类型，并且丰富的二维材料数据库也为筛选提供了可行性。
《Physical Review B》是凝聚态物理领域的国际权威期刊，以上工作得到了国家自然科学基金、河北省自然科学基金、河北大学高层次引进人才项目、河北大学研究生创新资助项目、河北大学科研创新团队项目、河大超算等的资助和支持。
文章链接：https://doi.org/10.1103/PhysRevB.107.235420
