Введение
Дителлурид вольфрама (WTe2) является неорганическим полуметаллическим химическим соединением. В октябре 2014 года было обнаружено, что дителлурид вольфрама обладает чрезвычайно большим магниторезистентностью: увеличение сопротивления на 13 миллионов процентов в магнитном поле 60 тесла при 0,5 Кельвина. Сопротивление пропорционально квадрату магнитного поля и не показывает насыщенности. Это может быть связано с тем, что материал является первым примером компенсированного полуметалла, в котором количество подвижных отверстий равно количеству электронов. Дителлурид вольфрама имеет слоистую структуру, аналогичную многим другим дихалькогенидам переходных металлов, но его слои настолько искажены, что в WTe2 трудно распознать решетку сотовой ткани, которую многие из них имеют в общей. Атомы вольфрама вместо этого образуют зигзагообразные цепи, которые, как полагают, ведут себя как одномерные проводники. В отличие от электронов в других двухмерных полупроводниках, электроны в WTe2 могут легко перемещаться между слоями. При воздействии давления эффект магнитосопротивления в WTe2 уменьшается. При давлении выше 10,5 ГПа магнитосопротивление исчезает, и материал становится сверхпроводником. При 13,0 ГПа переход к сверхпроводности происходит ниже 6,5 К. WTe2 был предсказан как полуметалл Вейла и, в частности, как первый пример полуметалла Вейла II типа, где узлы Вейла существуют на пересечении электронных и отверстий. Также сообщалось, что световые импульсы терагерцевой частоты могут переключать кристаллическую структуру WTe2 между орторомбической и моноклинической, изменяя атомную решетку материала. Дителлурид вольфрама может быть очищен от кожи до тонких листов, вплоть до отдельных слоев. Первоначально предполагалось, что монослой WTe2 останется полуметаллом Вейла в кристаллической фазе 1T'. Позже было показано, что при измерениях транспорта ниже 50K один слой WTe2 действует как изолятор, но с смещением тока, независимо от допинга местными электростатическими воротами. При использовании контактной геометрии, которая перекрывала проводимость по краям устройства, этот смещенный ток исчез, демонстрируя, что эта почти квантизированная проводимость была локализована на краю. Поведение соответствует монослою WTe2, являющейся двумерным топологическим изолятором. Идентичные измерения с двумя и тремя толщинами слоя проб показали ожидаемый полуметаллический ответ. Последующие исследования с использованием других методов были согласуются с результатами транспортировки, в том числе с использованием угловой фотоэмиссионной спектроскопии и микроволновой импидансной микроскопии. Также было замечено, что монослой WTe2 является сверхпроводником при умеренном допинге, при этом критическая температура регулируется в зависимости от уровня допинга. Было также замечено, что WTe2 толщиной в два и три слоя является полярным металлом, одновременно содержит металлическое поведение и переключаемую электрическую поляризацию. Поляризация теоретически возникла из-за вертикальной передачи заряда между слоями, которая переключается с помощью скольжения между слоями.
WTe2 was predicted to be a Weyl semimetal and, in particular, to be the first example of a Type II Weyl semimetal, where the Weyl nodes exist at the intersection of the electron and hole pockets. It has also been reported that terahertz frequency light pulses can switch the crystal structure of WTe2 between orthorhombic and monoclinic by altering the material's atomic lattice. Tungsten ditelluride can be exfoliated into thin sheets down to single layers. Monolayer WTe2 was initially predicted to remain a Weyl semimetal in the 1T' crystal phase. It was later shown with transport measurements that, below 50K, a single layer of WTe2 instead acts like an insulator but with an offset current independent of doping by a local electrostatic gate. When using a contact geometry that shorted out conduction along the device edges, this offset current vanished, demonstrating that this nearly quantized conduction was localized to the edge—behavior consistent with monolayer WTe2 being a two dimensional topological insulator. Identical measurements with two and three layer thick samples showed the expected semimetallic response. Subsequent studies using other techniques have been consistent with the transport results, including those using angle resolved photoemission spectroscopy and microwave impedance microscopy. Monolayer WTe2 has also been observed to superconduct at moderate doping, with a critical temperature tunable by doping level. Two and three layer thick WTe2 have also been observed to be polar metals, simultaneously hosting metallic behavior and switchable electric polarization. The polarization was theorized to originate from vertical charge transfer between the layers, which is switched by interlayer sliding.