(1)晶体结构:识别分子和固体的结构对称性对于了解其物理和某些化学特性的性质很重要。分子对称性由一个点组总结,为此,所有对称元素(点,轴,平面)在一个固定点上相交,该固定点被分配为空间坐标系的起源。例如,考虑使用点组𝒟6h。起源在没有原子的分子中心。其一些对称元素包括六倍旋转轴和六个垂直镜面;相应的操作是由2π/6(60°)的倍数旋转和反射。晶体固体在空间中的多个点显示旋转对称性,因为这些结构也表现出转化周期性,这是由晶格描述的。旋转和翻译对称操作的组合产生了一个空间群。考虑石墨烯的结构,该结构由融合的六元环的平面网络组成。如果忽略了平面中结构的终止,则每个六角形的中心都有六倍的旋转轴,并且每个碳原子都与三倍的旋转轴相交。翻译周期性由连接每个六角形中心的单位单元(平行四边形)表示。作为另一个例子,Cenic 2的结构包含[NIC 2]的平面与[NIC 2]平面的七元环上方和以下的CE原子平面交替。在沿堆叠方向的该结构的投影中,单位单元格是一个矩形,垂直镜面显而易见。此外,这种晶体结构还有另一种类型的对称性操作,对于任何分子:滑动反射而不会发生,其中通过镜面的反射是平行于(沿着(沿着)反射平面的(“滑行”)的位移。自身反射或自身位移都不是对称操作,但是两个操作的组合是用于Cenic 2结构。
引言拓扑和强烈的电子交流的复杂相互作用是现代冷凝物理物理学的最迷人和快速发展的领域之一。在发现超导性和扭曲的双层(TBG)(1,2)中的超导性和强相关性后,Moiré材料已上升到理论和实验性凝结物理物理学的最前沿,作为探索在拓扑频段中强烈相关的物理学的理想平台(3)。在石墨烯家族中,在多层Moiré异质结构中也取得了实质性进展,例如交替的扭曲多层(4-6)或单个扭曲多层,例如扭曲的单层双层石墨烯(7-9)。在副层中,基于半导体过渡金属二分法源的莫伊尔异质结构也揭示了从广义的wigner晶体到拓扑状态的互补物理学的味道(10)。Moiré平台的极具多功能性导致了各种各样的物理现象的实验性实现。在魔术角tbg中,几乎平坦的孤立的单粒子带的流形实现了以内部和带的几何形状为主的独特物理状态。也许对密切相关的拓扑结构的最引人入胜,最直接的观察是量子异常大厅(QAH)(11-14)(11 - 14)和分数Chern In-硫酸盐(FCI)(15-20),Integer和Integer和分数量子厅的晶格类似物驱动的,由固有的乐队几何形状驱动。然而,TBG中的这些拓扑状态通常被竞争的非拓扑状态脆弱和压倒性,可能是因为它们需要与六角形的硝酸硼(HBN)底物(11,23)或C 2 Z T对称性的自发断裂(24)。到目前为止,FCI状态仅在底物排列样品和有限磁场B〜5 t(15)中观察到。底物比对的明显需求提出了一个重大的实验挑战,该挑战严重限制了TBG平台中强相关拓扑的可重复性,尚不清楚是否可以在零领域使FCI状态稳定。最近,在扭曲的过渡金属二分法中发现了零场FCI的证据(25,
过渡金属二盐元化(TMDS)的单层表现出许多具有不同结构,对称性和物理特性1-3的晶体相。在二维4中探索这些不同的结构阶段之间的过渡物理学可能会提供一种切换材料特性的方法,这对潜在的应用有影响。由热或化学方法5,6诱导;最近提出,通过静电掺杂对晶体相纯粹的静电控制是一种理论上的可能性,但尚未实现7,8。在这里,我们报告了单层钼二硫代硫醇的六边形和单斜阶段之间静电掺杂驱动的相变的实验证明(Mote 2)。我们发现相变显示了拉曼光谱中的滞后环,并且可以通过增加或降低栅极电压来逆转。我们还将第二谐波生成光谱与极化分辨的拉曼光谱结合在一起,以表明诱导的单斜相保持原始六边形相的晶体取向。此外,这种结构相变于整个样品同时发生。这种结构相变的静电掺杂控制为基于原子薄膜开发相变设备的新可能性开辟了新的可能性。分层TMD中通常研究的晶体形式是最稳定的六边形(2H)相。在这种情况下,如图有趣的是,实验研究报道了另一种分层晶体结构,即单斜(1T')相。1a,每个单层由一层六角形的过渡金属原子组成,并将其夹在两个层的chalcogen原子1之间。与散装形式不同,单层2H TMD成为直接带隙半导体和断裂反转对称性,在布里远区域9,10的角落形成了不等的山谷。这种山谷的自由度,以及在低维度中的强烈激子效应,使该阶段成为二维谷LeTronics和Optoelectronics 11-13的独特平台。在这里,在每个层中,丘脑原子在过渡金属原子周围形成一个八面体配位,沿y轴14的晶格失真(图1b)。与半导体2H相不同,半金属或金属1T'单层TMDS保留反转对称性,预计将表现出非平凡的拓扑状态2,3。2H和1T'相之间过渡的动态控制可以揭示不同晶体结构的竞争,共存和合作,以及不同的物理特性之间的相互作用15。这种控制还导致广泛的设备应用,例如记忆设备,可重新配置的电路和拓扑晶体管在原子上较薄的限制为2,16,17。到目前为止,通过在500°C下的热合成进行了实验报告TMD中的2H到1T'相变(参考5),通过元素取代18和激光照射19。但是,这些相变仅在几层或
Glasgow, G1 1XL, UK Corresponding authors, e-mail: * arnaoutakis@hmu.gr , # bryce.richards@kit.edu Abstract Upconversion – the absorption of two or more photons resulting in radiative emission at a higher energy than the excitation – has the potential to enhance the efficiency of solar energy harvesting technologies, most notably photovoltaics.但是,所需的超高光强度和灯笼离子的狭窄吸收带限制了有效的太阳能利用率。在本文中,我们报告了令人兴奋的上转换器,其浓度的阳光在通量密度高达2300个太阳下,辐射仅限于硅带隙以下的光子能量(对应于波长= 1200 nm)。上转换到= 980 nm是通过在荧光聚合物基质中使用六角形的Erbium掺杂钠yttrium yttrium yttrium yttrium yttrium yttrium yttrium yttrium yttrium yttrium yttrium yttrium yttrium yttrium yttrium yttrium yttrium。上转换具有与辐照度的非线性关系,因此在高辐照度下,在过程变为线性的情况下发生阈值。对于β -Nayf 4:25%ER 3+,我们在320个太阳下浓缩的阳光下发现了两个光子阈值。值得注意的是,该阈值低于相应的激光激发,并且可能与所有共同激发的ER 3+离子水平和激发的吸收有关。这些结果突出了一条利用光伏的太阳光谱的途径。简介上转换(UC)是一个非线性光子过程,可以添加来自两个或多个较低能量光子的能量,从而导致单个较高能量光子的发射[1]。第一个激发态通过基态吸收(GSA)填充。uc已在激光器[2],生物医学成像[3],[4],抗爆炸[5],[6],塑料回收[7]和太阳能收获[8],[9],[9],[10]中进行了研究。对于光伏,这可能是绕过太阳能光谱中与子频带光子相关的太阳能电池传输损失的一种有前途的方法[11]。计算表明,在理想情况下,UC可以提高单连接太阳能电池的理论上效率(Shockley-Queisser)极限从33%到48%[11]。有效的稀有地球[12],[13],[14]上转换器的外部转换器高达9.5%,外部UC量子产量(EUCQY),这是外部发射与入射光子的比率。稀有的稀土上转换器具有较高的近红外(NIR)Eucqy的表现最高的硅[14],[15]和钙钛矿太阳能电池[16]。在三价灯笼离子中,UC通过部分填充的4F壳中的辐射过渡发生。额外光子的激发态吸收(ESA)可以产生更高的激发态。然而,可以通过第一个激发态以第一个激发态的能量传递向上转换(ETU)来进行更有效的过程,尤其是在较低的激发能力密度下,如图1(a)。一个离子的能量被捐赠给附近的离子,将其推广到更高的亚稳态状态,而敏化剂的能量又回到基态。