异质外延及其应用研究中心 (CRHEA) 是一个专门从事半导体材料外延的研究实验室,特别是宽带隙半导体,如 III 族氮化物材料 (GaN、AlN)、氧化锌 (ZnO)、碳化硅 (SiC) 及其在洁净室中的微纳米加工。CRHEA 还研究二维材料,如石墨烯、氮化硼和过渡金属二硫属化物以及超导 (NbN) 和新型铁电材料 (ScAlN、ZnMgO)。这些材料被加工成微电子、光电子、光子学、超表面和量子异质结构的设备。CRHEA 还开展纳米科学和晶体生长的基础研究。CRHEA 涉及的主要领域涉及能源转型、未来通信以及环境和健康。该实验室拥有九个分子束外延生长反应器和六个气相生长反应器。它还拥有用于材料结构表征的工具,包括最先进的透射电子显微镜 (TEM) (https://www.crhea.cnrs.fr/ACT-M/index.htm) 和用于微纳米制造的洁净室。CRHEA 拥有 70 名研究人员,其年度预算为 450 万欧元(不包括工资)。
使用第一个原理进行了大量二核元素NBX NBX 2(X = S,SE)的结构,电子机械和光学特性的深入研究。计算结构参数,例如平衡晶格参数,体积,散装模量和第一衍生物模量,以确定材料是否能稳定。弹性常数进一步获得了机械性能,即散装,Young的和剪切模量,因此获得了Poisson的比率。基于众所周知的出生稳定条件,大量NBS 2很可能是机械各向异性的延性材料。在所有三种方法中预测的b/g比的大量NBSE 2均小于1.75的临界值,因此这表明NBSE 2是一种脆性材料,探索其电子和光学特性,其动机是发现最稳定的相位,并且可以确定这些材料是否适合其机械性和光学性质。此外,从计算出的光谱中,分析了等离子体频率,这表明将材料应用于等离激子相关场中的可能性。
与其六角形对应物不同的菱形堆叠的过渡金属二色元(3R-TMD)表现出较高的载流子迁移率,滑动铁电性,并相干增强了非线性光学响应。然而,很难大型多层单晶单晶的表面外延生长。我们报告了一种界面外观方法,用于它们的几种成分,包括二硫化钼(MOS 2),二苯胺钼,二硫化牛二硫化物,二硫化钨,二硫代二硫化钨,二硫化二硫化物,二硫化硫化物,二氮氮化物,二氧化氢和丙二氧化氢脱硫酸盐。将金属和果酱饲喂持续到单晶Ni底物和生长层之间的界面可确保一致的3R堆叠序列,并从几层到15,000层受控厚度。全面的特征证实了这些薄膜的大规模均匀性,高结晶度和相位纯度。生长的3R-MOS 2分别显示出双层和三层的室温迁移率最高为155和190平方厘米。具有厚3R-MOS 2的光学差异频率产生在准相匹配条件下显示出明显增强的非线性响应(比单层大5个数量级)。t
二维(2D)过渡金属二分法(TMD)的内在特性受其界面条件的深刻影响。工程TMD/底物接口对于在设备应用中利用2D TMD的唯一光电特性至关重要。这项研究深入研究了单层(ML)MOS 2的瞬态光学特性如何受底物和膜制备过程的影响,特别是集中在光激发载体的产生和重组途径上。我们的实验和理论分析表明,转移过程中诱导的应变和缺陷在塑造这些光学特性中起关键作用。通过飞秒瞬态吸收测量值,我们发现了ML MOS 2中载体捕获过程的底物改变的影响。此外,我们研究了激子 - 外激体歼灭(EEA),表明EEA速率随不同的底物而变化,并且在低温(77 K)时会显着降低。这项研究为通过战略接口工程定制TMD的光电特性铺平了道路,有可能导致创建高效的电子设备,例如光电记忆,光发射二极管和光电探测器。
由于巨大的应用,例如量子光子学,全光子通信,光学计算,芯片计量学和感应,围绕片上非线性光学设备开发的兴趣一直在过去几十年中持续增长。开发有效的芯片非线性光学设备以满足这些应用程序的要求,因此需要新的方向来改善现有的光子方法。最近的研究将片上非线性光学的领域指向了二维分层材料(例如石墨烯,过渡金属二甲化剂和黑色磷)与各种集成平台的混合整合。众所周知的光子芯片设计平台(例如硅,氮化硅)和不同的二维分层材料的组合为更具用途和有效的结构和设备开辟了道路,这具有巨大的潜力,可以释放许多新的可能性。本综述讨论了使用二维材料的不同混合光子整合结构的建模和表征,突出了最新的示例现状,并提出了未来前景的前景。
一种灵敏、低成本、响应速度快的室温气体传感器。1 目前,最常用的便携式气体传感器基于半导体金属氧化物。2,3 这种传感器技术的主要缺点之一是其工作温度通常高于 200°C,这会导致高功耗。4,5 在过去的几十年中,导电聚合物、6,7 2D 层状过渡金属二硫属化物、8 金属纳米粒子、9 石墨烯 10 和碳纳米管 11 等新型材料已被用来改善气体传感器的关键参数,如响应度、选择性、稳定性、检测限和响应/恢复时间。由于其卓越的电子和机械性能,加上对周围环境的极端敏感性,单壁碳纳米管 (SWCNT) 代表了开发新型传感器的一种非常有前途的替代方案。 12 – 19 通常,这些气体传感器采用 SWCNT-FET 设备的形式,并基于气体暴露触发的 SWCNT 电响应修改。15,17,20 – 26
摘要:自 2004 年分离出原子级薄石墨烯片以来,二维 (2D) 材料因其特殊和多功能的特性而引起了人们的极大兴趣。然而,随着 2D 材料的生产和使用日益增多,有必要彻底评估其对人类健康和环境的潜在影响。此外,需要统一的测试协议来评估 2D 材料的安全性。由欧盟委员会资助的石墨烯旗舰项目 (2013-2023) 致力于识别石墨烯基材料以及新兴 2D 材料(包括过渡金属二硫属化物、六方氮化硼等)的潜在危害。此外,人们还探索了所谓的绿色化学方法,以实现安全和可持续地生产和使用这一迷人的纳米材料家族的目标。本综述简要概述了石墨烯旗舰项目的发现和经验教训。关键词:二维纳米材料、碳材料、暴露、环境、毒性、危害、安全设计、生物降解性、测试指南
层状二维 (2D) 材料主要通过范德华键相互作用,这为不受外延晶格匹配要求约束的异质结构创造了新的机会 [1]。然而,由于任何钝化的、无悬空键的表面都会通过非共价力与另一个表面相互作用,因此范德华异质结构并不仅限于二维材料。具体来说,二维材料可以与多种其他材料(包括不同维度的材料)集成,形成混合维度范德华异质结构 [2]。此外,化学功能化为调整二维材料的性质和异质界面间的耦合程度提供了更多机会 [3]。在本次演讲中,我们将探讨混合维度异质结构在量子光子科学和技术中的前景,特别关注化学功能化如何操纵和增强应变二维过渡金属二硫属化物中的单光子发射 [4]。除了技术含义之外,本次演讲还将探讨几个基本问题,包括能带排列、掺杂、陷阱态以及跨混合维异质界面的电荷/能量转移。
摘要˗˗本文解决了一个重要的问题:量子隧道如何影响半导体设备中的晶体管微型化,以及对未来技术的更广泛含义是什么?本文讨论了晶体管小型化所带来的挑战,并使用量子力学的理论原理(例如Schrödinger方程和海森堡的不确定性原理)引入了量子隧道。本文比较了对石墨烯,过渡金属二分法源和拓扑绝缘子的评估及其对量子隧穿的影响。本文进一步探讨了高级模拟方法,例如密度功能理论,量子蒙特卡洛等。在小晶体管中建模隧道效应。本文还探讨了量子隧道在量子计算中的作用,尤其是在量子量的开发中,探索纳米技术和机器学习在优化隧道效应中的整合。我们的讨论整合了这些发现,探讨了对当前和未来半导体技术的影响,并以对晶体管技术和量子隧道的发展的预测结论。索引术语˗˗量子隧道,量子蒙特卡洛,未来的半导体技术
分层的过渡金属二分法(TMDS),不仅由多种化合物的组合,而且还具有丰富的晶体结构而爆发了许多可能性。探索新材料,确定其结构和特性一直是材料科学中的原始动机。在这里,我们报告了具有三层堆叠序列(3R)的稀有Tase 2的合成和附魔超导性。环境压力化学蒸气沉积(CVD)策略已用于实现纯3R-Tase 2。低温传输数据显示,在3R-Tase 2中,高超导过渡温度(T C)为1.6 K,这显着高于两层堆叠序列(2H,H:HEXAGONAL)相。结果表明,T C对层堆叠顺序相当敏感,并确认3R在Tase 2中的2H上强烈优选超导性。这项工作证明了一个独特的3R相平台研究超导性能的综合,并提供了有关操纵晶体结构的新见解,以访问超高t c。