碲化钼（MoTe₂）作为一种重要的二维过渡金属硫族化合物，因其电子结构和丰富的物理性质而受到关注。MoTe₂具有多种晶相，其中2H相为半导体，而1T'相表现出金属特性。MoTe₂在特定条件下可以转变为拓扑绝缘体，这一发现为MoTe₂的应用拓展提供了新的方向。

从半导体到拓扑绝缘体的转变机制

拓扑绝缘体是一类新型的量子态材料，其体态是绝缘的，而表面态是导电的。这种表面态的导电性由拓扑保护，对杂质和缺陷具有很强的鲁棒性。拓扑绝缘体的电子结构具有非平庸的拓扑性质，其表面态通常表现为狄拉克锥结构。

MoTe₂的电子结构

MoTe₂具有多种晶相，其中常见的是2H相和1T'相。2H相MoTe₂为半导体，具有直接带隙，块体材料的带隙约为0.8 eV，而单层材料的带隙约为1.24 eV。这种直接带隙特性使得MoTe₂在光电领域具有潜在的应用价值。相比之下，1T'相MoTe₂具有单斜晶系结构，通常表现出金属特性。

（一）2H相MoTe₂的电子结构

2H相MoTe₂具有六方晶系结构，这种结构使得MoTe₂具有良好的层间滑移性，适合用于制备柔性电子器件。2H相MoTe₂的电子结构表现为直接带隙半导体，其价带顶和导带底在同一点，这使得光吸收效率较高。

（二）1T'相MoTe₂的电子结构

1T'相MoTe₂具有单斜晶系结构，1T'相MoTe₂通常表现出金属特性，其电子结构表现为费米面附近的线性色散关系，类似于石墨烯的狄拉克锥。

能带结构调控策略

相变工程：1T'相的稳定化

金膜辅助解理法：中国科学院物理研究所团队通过金膜辅助机械解理法，在1T'-MoTe₂薄膜中引入空穴掺杂，抑制低温下的Td相变。

钽掺杂调控：掺杂不仅引入晶格畸变，还下移费米面，提高载流子浓度，从而增强超导性能。

转角双层结构：分数陈绝缘体的实现

小角扭曲双层MoTe₂：电场调谐可引发拓扑相变，为量子分数霍尔电导与任意子激发的演示提供平台。

通过应变工程、化学掺杂和表面修饰等方法，可以有效调控MoTe₂的能带结构，实现从半导体到拓扑绝缘体的转变。这些调控方法为MoTe₂在电子器件和量子计算领域的应用提供了新的可能性。