二维材料中的层间电子耦合可通过堆叠工程实现可调和的突发特性。然而,它也会导致二维半导体电子结构的显著演变和激子效应的衰减,例如当单层堆叠成范德华结构时,过渡金属二硫属化物中的激子光致发光和光学非线性会迅速降低。这里我们报告了一种范德华晶体——二氯化氧化铌 (NbOCl 2 ),其特点是层间电子耦合消失,块体形式下具有单层状激子行为,以及比单层 WS 2 高三个数量级的可扩展二次谐波产生强度。值得注意的是,强二阶非线性使得能够通过自发参量下转换 (SPDC) 过程在薄至约 46 纳米的薄片中产生相关参量光子对。据我们所知,这是第一个在二维层状材料中明确展示的 SPDC 源,也是有史以来报道的最薄的 SPDC 源。我们的工作为开发基于范德华材料的超紧凑片上 SPDC 源以及经典和量子光学技术中的高性能光子调制器开辟了一条道路 1–4 。
了解纳米级热传播的基本原理对于下一代电子产品至关重要。例如,已知层状材料的弱范德华键会限制其热边界导率 (TBC),从而成为散热瓶颈。本文提出了一种新的非破坏性方法,使用时间分辨的光致热应变 X 射线测量来探测纳米级晶体材料中的热传输。该技术通过测量光激发后 c 轴晶格间距的变化,直接监测晶体中随时间的温度变化以及随后跨埋层界面的弛豫。研究了五种不同的层状过渡金属二硫属化物 MoX 2 [X = S、Se 和 Te] 和 WX 2 [X = S 和 Se] 的薄膜以及石墨和 W 掺杂的 MoTe 2 合金。在室温下,在 c 平面蓝宝石衬底上发现 TBC 值在 10–30 MW m − 2 K − 1 范围内。结合分子动力学模拟,结果表明高热阻是界面范德华键合较弱和声子辐射度较低造成的。这项研究为更好地理解新兴 3D 异质集成技术中的热瓶颈问题奠定了基础。
摘要:发现原子薄层的材料(例如石墨烯和过渡金属二分法生化剂)在二维中揭示了对新型基本物理和设备应用的独特探索。表征它们的晶体对称性和随后的电子性能是重要的,即实现这些降低的尺寸系统的全部潜力,从根本上讲,这从根本上决定了拓扑,手性和丰富的界面物理学。第二次谐波生成(SHG)是一种非线性光学效应,对晶体对称性和电子结构敏感,这被证明是捕获本质物理学的最强大但最简单的技术之一。另一方面,分层材料的2D性质具有多种外部刺激的物理性能,可以使其具有大量的可调性,这又为开发2D非线性光电应用程序铺平了道路。在这篇综述中,我们概述了使用第二次谐波生成光谱和显微镜检查的最新努力,以探测晶格结构和偶极性金属二甲硅烷和极性材料中的晶格结构和偶极极化。此外,涵盖了用于控制SHG的多种外部刺激,作为潜在的光电设备。我们以基于SHG光谱法的新兴磁磁和拓扑材料的探索方向的未来探索方向进行了结论。
一种非常有前途的原子薄半体导管的材料类是过渡金属二分法元素(TMDC)。该材料类在MX 2(M¼TransitionsMetal;x¼s,se,te)层中具有较强的共价键结晶,但相对较弱,但相对较弱,可以切断大量晶体的单层。由单层制造的设备可以描述为仅接口的设备,并且已经显示了TMDC作为气体传感器的应用。[14]为了能够在高性能的FET应用中使用TMDC,过度出现的主要挑战是这些单层的缺陷控制。[15]两种主要类型的缺陷是晶界,金属或金属葡萄染色体空位。既会降低材料的电性能,但是空缺也为使单层官能化的额外途径开辟了一条额外的途径,可以在传感器应用中进行优势。[16 - 20]最近,已经显示了使用去离子化(DI)水的基于MOS 2的FET装置的运行;但是,使用MOS 2多层。[21,22]这些结果构成了在
通过将库珀对的反平行电子旋转沿空地外方向锁定,使平面上临界磁场的平面上限上限超过了保利的极限。首先是在过渡金属二分法的完全二维单层中明确证明的,具有大型旋转轨道耦合和破裂的反转对称性。从那时起,几项研究表明它也可以存在于分层的散装材料中。在我们先前的研究中,我们阐明了基于散装超导性超导性的基本微观机制,基于通过绝缘层和限制反演对称性而导致的超导层之间的电子耦合减少。但较早的研究表明,在某些过渡金属二甲藻元中多型pauli paparagnetic极限也违反了。在这里,使用热容量测量值我们明确证明,原始的非中心体积4H A -NBSE 2多型物质显着违反了Pauli的极限。在理论模型中使用了使用实验确定的晶体结构从Ab ITIOL计算获得的频带结构参数,该模型在理论模型中使用,该模型提供了仅基于破裂的反转对称性的ISING保护的微观机制。
了解哈伯德模型对于研究各种多体状态及其费尔米金和玻色子版本至关重要。最近,过渡金属二分元元素杂叶剂已成为模拟Hubbard模型丰富物理学的有前途的平台。在这项工作中,我们使用托有此杂种颗粒密度的WS 2 /WSE 2异核器设备探讨了费米子和玻色子种群之间的相互作用。我们分别通过电子掺杂和电子孔对的光学注射来独立调整费米子和骨气群。这使我们能够形成强烈相互作用的激子,这些激子在光致发光光谱中表现出很大的能量隙。通过观察激子强度的抑制抑制激子的抑制,而不是玻色子的弱相互作用气体的预期行为,这表明爆发剂的预期行为,这表明形成了玻体莫特绝缘子,进一步证实了激子的不可压缩性。我们使用包括相空间填充的两波段模型来解释我们的观察者。我们的系统提供了一种可控的方法,可以在广义的bose-fermi-Hubbard模型中探索量子多体效应。
摘要:二维(2D)材料中的本地带隙调整对于电子和光电设备而言至关重要,但是在纳米级实现可控制和可重复的应变工程技术仍然是一个挑战。在这里,我们通过扫描探针报告了热机械纳米引导,以在2D过渡金属二核苷剂和石墨烯中创建应变纳米图案,从而在空间分辨率下以调制的带隙启用任意模式,以降低到20 nm。2D材料通过范德华的相互作用与下面的薄聚合物层相互作用,由于加热探针的热和压痕力而变形。特别是,我们证明了钼二硫化(MOS 2)的局部带隙被空间调节高达10%,并且可以约180 MeV的幅度调整为180 MEV,以菌株的线性速率约为-70 meV。该技术提供了一种多功能工具,用于研究具有纳米尺度分辨率的2D材料的局部应变工程。关键字:2D材料,应变纳米图案,钼二硫化,局部带隙,热扫描探针光刻,尖端增强的拉曼光谱■简介
基于半导体过渡金属二分法的晶体管可以提供高载体的迁移率,强旋转 - 轨道耦合以及在量子接地状态下固有强的电子相互作用。这使它们非常适合在低温下用于纳米电子产品。然而,在低温温度下与过渡金属二甲基化金属层建立强大的欧姆接触非常困难。因此,无法达到费米水平靠近带边缘的量子极限,从而探测了分数填充的Landau级级别中的电子相关性。在这里我们表明,使用窗户接触技术可以在从Millikelvins到300 K的温度范围内创建与N型钼二硫化物的欧姆接触。我们观察到超过100,000 cm 2 v -1 s -1的场效应,在低温下的传导带中,超过3,000 cm 2 v -1 s -1的量子迁移率超过3,000 cm 2 v -1 s -1。我们还报告了在最低的双层钼二硫化物中,填充4/5和2/5的分数量子厅状态的证据。
代表论文: 1. Yongqing Cai、Gang Zhang、Yong-Wei Zhang,单层 MoS 2 纳米带中极性反转的稳健载流子迁移率。J. Am. Chem. Soc. 136, 6269−6275 (2014)(ISI 统计的化学类高被引论文) 2. Yongqing Cai、Qingqing Ke、Gang Zhang、Boris I. Yakobson 和 Yong-Wei Zhang,磷烯中的高度流动原子空位。J. Am. Chem. Soc. 138, 10199-10206 (2016) 3. Yongqing Cai、Qingqing Ke、Gang Zhang、Yuan Ping Feng、Vivek B. Shenoy 和 Yong-Wei Zhang,磷烯的巨大声子各向异性和不寻常的非谐性:层间耦合和应变工程。Adv. Funct. Mater. 25, 2230-2236 (2015) (被选为期刊封面) 4. 袁家仁, 陈元平, 谢月娥, 张晓宇, 饶德伟, 郭彦东, 严晓红*, 冯元平*, 蔡永清*, 过渡金属二硫属化物中具有可调谐 Kubo 能隙和电荷注入的挤压金属液滴。过程。国家。阿卡德。科学。 USA 117, 6362-6369 (2020) 5. Devesh R. Kripalani、Yongqing Cai*、Jun Lou 和 Kun Zhou*,强边缘应力
过渡金属二进制元素与磁元素的插入一直是增加研究兴趣的主题,旨在探索各向异性和自旋轨道耦合的新型磁性材料。在本文中,使用化学蒸气传输方法使用不同的生长条件制备了两个具有不同Fe含量的磁性样品。使用物理性质测量系统(PPM,EverCoolⅱ-9T,量子设计)对材料的磁性特性进行了全面研究。结果揭示了研究材料中的不同特征。fe 0.12 Tase 2表现出显着的铁磁磁性,居里过渡温度为50K。但是,其面内磁性较弱,并且在Curie温度下方没有观察到显着的滞后环。Fe 0.25 Tase 2表现出无滞后循环的反铁磁性,并具有高达130 K的néel温度。此发现与Fe X TAS 2中的嵌入铁完全不同,其中只有抗磁性状态发生,而X抗磁性发生的情况只有X大于0.4。我们的研究因此提供了对该新系统的磁性特性的最新见解,并作为对铁含量不同的Tase2化合物的未来研究的参考。