层状过渡金属二硫化物二硒化钯(PdSe2)因其随厚度可调的带隙、双极性输运、各向异性光学响应、以及高空气稳定性等物理性质,近年来受到了学界的广泛关注并在电子器件和偏振光电探测领域崭露头角。然而该材料有趣的光学响应背后的能带结构起源,包括其能带的轨道成分以及间接带隙大小,在实验中尚未被探究。
本研究通过偏振可调的角分辨光电子能谱(ARPES)和密度泛函理论(DFT)计算,实验上测得块体PdSe2的间接带隙大小约为0.36 eV。此外,轨道分辨的能带结构显示其价带顶主要由Pd-3dz和Se-pz轨道构成,并由此产生约为10的线性偏振比,展示了巨大轨道各向异性。
本研究阐释了PdSe2的半导体性质,同时显示作为一种拥有巨大各向异性的自发轨道调制材料,PdSe2在偏振相关的光学过程中具有广阔应用前景。该工作近日发表在Physical Review B期刊上:
Phys. Rev. B 106, L121110 (2021)
DOI: 10.1103/PhysRevB.106.L121110
https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.106.L121110

课题组博士生古宸溢为论文第一作者,聂越峰教授和缪峰教授为论文通讯作者。南京大学周健教授提供了理论计算支持,劳伦斯伯克利实验室Eli Rotenberg教授、牛津大学陈宇林教授提供了同步辐射ARPES支持。



