二硒化钽

二硒化钽是一种由钽和硒原子组成的化合物，化学式TaSe2，属于过渡金属二硫化物族。 与二硫化钼 (MoS2) 或二硫化铼 (ReS2) 不同，二硒化钽在自然界中不会自发产生，但可以合成。根据生长参数的不同，可以稳定不同类型的晶体结构。

在 2010 年代，由于这种化合物能够显示高达 600 K 的电荷密度波 (CDW)，这取决于晶体结构，因此人们对该化合物的兴趣有所增加，而其他过渡金属二硫化物通常需要冷却至数百 开尔文度，甚至更低，以观察相同的能力。

与其他 TMD 一样，TaSe2 是一种层状化合物，中心钽六方晶格夹在两层硒原子之间，仍然具有六方结构。 与原子级薄的石墨烯等其他二维材料不同，TMD 由三层原子组成，彼此紧密结合，堆叠在其他三层之上，并通过范德华力保持在一起。 TMD 很容易脱落。

研究最多的 TaSe2 晶体结构是 1T 和 2H 相，它们分别具有八面体和三角棱柱对称性。 但是，也可以合成 3R 相或 1H 相。

在1T相中，硒原子呈八面体对称，最顶层和最底层硒原子的相对取向相反。 在宏观尺度上，样品呈金色。 晶格参数为 a = b = 3.48 Å，而 c = 0.627 nm。根据温度，它显示不同类型的电荷密度波 (CDW)：介于 600 K 和 473 K 之间的不相称 CDW (ICDW) 和相称的 CDW (CCDW) 低于 473 K，。 在相应的 CDW 中，由此产生的超晶格显示 13 × 13 {\displaystyle {\sqrt {13}}\times {\sqrt {13}}} 重建通常被称为大卫之星（SOD），尊重 非畸变 TaSe2（600 K 以上）的晶格参数 (a = b)。 薄膜厚度也会影响 CDW 转变温度：薄膜越薄，从 ICDW 到 CCDW 的转变温度越低。

在 1T 阶段，单个三层始终以相同的几何形状堆叠，如相应的图像所示。

2H 相基于硒原子的构型，其特征在于三角棱柱对称以及最顶层和最底层的相对取向相等。 晶格参数为 a = b = 3.43 Å，而 c = 1.27 nm。 根据温度，它显示不同类型的电荷密度波：122 K 和 90 K 之间的不相称 CDW (ICDW) 和低于 90 K 的相称 CDW (CCDW)。低于 90 K 的晶格畸变产生 CCDW，使得 关于 2H TaSe2（高于 122 K）的非畸变晶格参数 (a = b) 的 3 × 3 重建。

在 2H 相中，单个三层堆叠在一起，与其他三层相对，如相关图像所示。 通过分子束外延，可以生长一个三层的 2H TaSe2，也称为 1H 相。 基本上，2H 相可以看作是 1H 相的堆叠，相对方向彼此相反。

在 1H 阶段，ICDW 转变温度升高到 130 K。

TaSe2 根据多型体（2H 或 1T）表现出不同的特性，即使化学成分保持不变。

低温下的电阻率与金属的电阻率相似，但在较高温度下电阻率开始下降。 峰值显示在大约 473 K，这类似于半导体的行为。 1T 相的电阻率几乎比 2H 相高两个数量级。

1T 相的磁化率在低温下没有峰值，并且始终几乎保持恒定，直到达到 473 K 温度（ICDW 温度转变），此时它会跳到稍高的值。 1T相是反磁性的。

当温度超过 110 K 时，电阻率与温度呈线性关系。相反，低于该阈值时，它显示出非线性行为。 R(T) 在 110 K 处的这种突然变化可能与 TaSe2 中某种磁有序的形成有关：有序的自旋以较低效率的方式散射电子。 这增加了电子迁移率并产生比理想对应于线性趋势的更快的电阻率下降。

2H 多型体的磁化率略微取决于温度，并在 110-120 K 范围内达到峰值。趋势分别在低于和高于 110 K 时呈线性上升或下降。 2H 相中的xxx值与 120 K 时 CCDW 的形成有关。2H 相是 Pauli 顺磁性。