MoTe₂薄膜中发现厚度驱动的结构相变控制轨道-电荷转换效应

B910化工消息：7月2日消息，来自巴西多个研究机构的联合团队在arXiv预印本平台发表论文（arXiv:2607.01623），报告了在二碗化钼（MoTe₂）薄膜中发现的厚度驱动结构相变对轨道-电荷转换效应的控制机制。 该研究由J. L. Costa、E. Santos、G. R. Gallo、G. Rodrigues-Junior、R. O. Cunha、E. L. T. França、R. Cardias、T. G. Rappoport、J. B. S. Mendes和A. Azevedo等10位研究人员合作完成。研究团队采用射频溅射法制备了不同厚度的MoTe₂薄膜，系统研究了厚度变化对材料晶体结构和电子输运性质的影响。 研究发现，MoTe₂薄膜在约4.5nm的临界厚度处发生显著的结构相变：厚度低于4.5nm时，薄膜稳定存在于金属态1T'相，表现为无带隙的金属性导电行为；当厚度超过4.5nm时，薄膜转变为半导体2H相，具有有限带隙。拉曼光谱和扫描隧道谱（STS）测量确认了这一结构相变过程。 通过自旋泵浦测量，研究团队仅在金属态1T'-MoTe₂中检测到了额外的横向电荷转换信号。第一性原理计算表明，该转换信号源自轨道Rashba-Edelstein效应，而非传统的自旋Hall效应。这一发现表明，MoTe₂的轨道电子学响应完全由厚度驱动的结构相变所控制。 该研究的重要意义在于：首先，它首次展示了二维过渡金属二硫化物中轨道输运性质与结构相变之间的直接关联；其次，4.5nm的临界厚度为器件设计提供了明确的工程参数；第三，金属态1T'-MoTe₂中的轨道Rashba-Edelstein效应为开发新型自旋轨道电子器件提供了新的材料平台。该论文于2026年7月2日提交至arXiv预印本平台。 （来源：arXiv）