近日，理学院物理系上海市高温超导重点实验室尹鑫茂教授团队在美国物理联合会（American Institute of Physics）旗下物理学顶级期刊《Applied Physics Reviews》发表题为 “Observation of valence band fine structures in R-type MoS2 by Interlayer Coupling” 的研究论文。该工作聚焦低维量子材料中层间耦合与能带工程这一凝聚态物理领域的核心前沿问题，系统揭示了特定堆叠方式下价带精细结构的演化规律，并阐明了层间耦合与对称性破缺对光-物质相互作用的决定性影响。理学院博士生刘慧敏、吴文俊和宁苑杰为论文共同第一作者，通讯作者为上海大学尹鑫茂教授，合作者包括上海大学蔡传兵教授、周迪帆、孙硕、金腾宇副教授等。上海大学物理系上海市高温超导重点实验室是论文的第一完成单位和通讯单位。
二维半导体是支撑下一代光电子器件与集成电路技术革新的核心材料。层间耦合效应为原子级厚度二维半导体的能带调控与光学响应定制开辟了全新路径，但不同堆叠对称性如何塑造价带精细结构、层间耦合与自旋轨道耦合如何协同作用，长期是低维物理领域的核心难题。
针对这一挑战，尹鑫茂教授团队取得了突破性研究进展：首次在实验中清晰观测到，双层3R相MoS2在K/K′谷点处呈现出四重价带精细结构，而单层MoS2不具备这一特征。理论与实验相互印证，确凿证实了堆叠对称性是调控谷分辨能带结构的核心决定性因素。这一发现从根本上刷新了学界对二维材料能带调控机制的认知。
该研究首次在实验与理论双重层面，系统确立了层间耦合与堆叠对称性在调控二维量子材料激子跃迁、谷电子结构演化及光–物质相互作用强度中的核心地位，为下一代高性能谷电子器件、新型光电子芯片与量子信息器件的设计，奠定了里程碑式的实验基础与理论支撑。
本研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、上海市科技创新计划等多项国家级与省部级重大项目支持。近年来，上海市高温超导重点实验室深耕高温超导与低维量子物态调控等国际前沿方向，已构建起接轨世界顶尖水平的研究平台；实验室青年学术骨干在量子功能材料与低维物理领域持续产出重磅成果，已形成具备广泛国际影响力的新锐研究力量，成为国内该领域的重要研究高地。
论文链接：https://doi.org/10.1063/5.0355077
