Ryan A. Rickels、Hui-Chia Yu-Kemp、Gunjan H. Arya、Michael P. Coyle、Philip M. Borden、Alexandra B. Crawley、Adrian Pickar-Oliver、Lisle Mose、Drew Kelso、Salem Faham、Michael Vanden Oever、Ariel Vitenzon、Lei Ying、Tedd Elich。Life Edit Therapeutics, Inc. 北卡罗来纳州莫里斯维尔
摘要 — 本文详细研究了机械应变对过渡金属二硫属化物 (TMD) 材料隧道场效应晶体管 (TFET) 的影响。首先,利用密度泛函理论 (DFT) 的第一原理在元广义梯度近似 (MGGA) 下计算机械应变对 MoSe 2 材料参数的影响。通过在非平衡格林函数 (NEGF) 框架中求解自洽 3D 泊松和薛定谔方程,研究了 TMD TFET 的器件性能。结果表明,I ON 和 I OFF 均随单轴拉伸应变而增加,但 I ON / I OFF 比的变化仍然很小。TMD TFET 中这种应变相关性能变化已被用于设计超灵敏应变传感器。该器件对 2% 的应变显示出 3.61 的灵敏度 (ΔI DS / I DS)。由于对应变的高灵敏度,这些结果显示了使用 MoSe 2 TFET 作为柔性应变传感器的潜力。此外,还分析了应变 TFET 的后端电路性能。结果表明,与无应变 TFET 相比,基于受控应变的 10 级反相器链的速度和能效有显著提高。
分层材料可以组装新类的异质结构,其中不再需要晶格匹配。界面成为未开发物理的肥沃地面,因为可以通过接近效应耦合不同的现象。在本文中,当Mose 2与Tise 2相互作用时,我们确定了意外的光致发光(PL)峰。一系列依赖温度依赖性和空间分辨的PL测量结果表明,与中性激子相比,该峰是Tise 2 - Mose 2界面所独有的,能量更高,并且具有激子样特性。该特征在Tise 2电荷密度波转变下消失,这表明密度波在这种新激子的形成中起着重要作用。我们提出了有关该峰的起源的几个合理的方案,这些方案单独捕获了我们观察的某些方面,但无法完全解释此功能。因此,这些结果代表了理论社区的新挑战,并通过与电荷密度波的相互作用来设计一种令人着迷的方法来设计激子。©2022作者。所有文章内容(除非另有说明,否则都将根据创意共享归因(cc by)许可(http://creativecommons.org/licenses/4.0/)获得许可。https://doi.org/10.1063/5.0067098
Faraday旋转是固体,液体和气体的磁光反应中的基本效应。具有较大Verdet常数的材料在光学调节器,传感器和非转录器件(例如光学隔离器)中应用。在这里,我们证明了光的极化平面在中等磁力的HBN封装的WSE 2和Mose 2的HBN封装的单层中表现出巨大的法拉第旋转,在A激子转变周围表现出了几个度的巨大旋转。对于可见性方案中的任何材料,这将导致最高已知的VERDET常数为-1.9×10 7 deg T -1 cm -1。此外,与单层相比,HBN封装的双层MOS 2中的层间激子具有相反的符号的大型Verdet常数(VIL≈+2×10 5 deg T-1 cm-2)。巨大的法拉第旋转是由于原子较薄的半导体过渡金属二进制基因源中的巨大振荡器强度和激子的高g因子。我们推断出HBN封装的WSE 2和Mose 2单层的完全平面内复合物介电张量,这对于2D异质结构的Kerr,Faraday和Magneto-Circular二分法谱的预测至关重要。我们的结果在超薄光学极化设备中的二维材料的潜在使用中提出了至关重要的进步。
摘要:人工设计的2D材料为热管理提供独特的物理特性,超过了天然发生的材料。在此,使用范德华的外观外观,我们证明了基于原子上薄的晶格不匹配的BI 2 SE 3/MOSE 2超晶格2级超晶格和石墨烯/PDSE 2异质结构来设计极限绝缘超材料的能力W/MK)在室温下,与无定形材料相当。使用频率域的热疗法和低频率拉曼光谱获得的实验数据,并由紧密结合的声子计算支持,揭示了晶格不匹配,声子接口散射,尺寸效应,温度效应,温度效应,温度效应,温度和界面热电阻对跨平面热量散热,对不同的热传输和不同的热量的作用。我们的发现提供了有关新兴合成和热表征方法的基本见解,并为开发具有量身定制的热运输特性的不同物质材料的大面积杂源范德华膜的发展提供了宝贵的指导。关键字:声子传输,导热率,频域热素融合BI 2 SE 3/MOSE 2,石墨烯/PDSE 2 T
宾夕法尼亚州立大学 (PSU) 的研究人员在阿克利工程科学与力学教授 Saptarshi Das 博士的带领下,开发出了基于二维材料的高性能 p 型场效应晶体管 (FET)。这些晶体管是在《自然电子学》杂志上发表的一篇论文中介绍的,是通过一种制造策略创建的,该策略利用了两种二维材料(即二硒化钼 (MoSe 2 ) 和二硒化钨 (WSe 2 ))的掺杂和厚度控制。
图S14。具有周期性边界条件(PBC)的拟定计算域。(a)顶视图和(b)由𝜃 twist的顶部MOS 2层,中间摩西2层和底部AU基板组成的异质结构系统的前视图。(c)表示内部键的表示,该键证明了双层系统中所构建的Moiré模式。moiré单位单元在(a)中以白色标记,在(c)中为红色。请注意,高𝜃双层构型导致小尺寸的Moiré周期性,𝐷。
利用第一性原理计算,我们研究了六种过渡金属氮化物卤化物 (TMNH):HfNBr、HfNCl、TiNBr、TiNCl、ZrNBr 和 ZrNCl 作为过渡金属二硫属化物 (TMD) 沟道晶体管的潜在范德华 (vdW) 电介质。我们计算了剥离能量和体声子能量,发现这六种 TMNH 是可剥离的并且具有热力学稳定性。我们计算了单层和体 TMNH 在平面内和平面外方向的光学和静态介电常数。在单层中,平面外静态介电常数范围为 5.04 (ZrNCl) 至 6.03 (ZrNBr),而平面内介电常数范围为 13.18 (HfNBr) 至 74.52 (TiNCl)。我们表明,TMNH 的带隙范围从 1.53 eV(TiNBr)到 3.36 eV(HfNCl),而亲和力范围从 4.01 eV(HfNBr)到 5.60 eV(TiNCl)。最后,我们估算了具有六个 TMNH 单层电介质和五个单层通道 TMD(MoS 2 、MoSe 2 、MoTe 2 、WS 2 和 WSe 2 )的晶体管的电介质漏电流密度。对于 p- MOS TMD 通道晶体管,30 种组合中有 25 种的漏电流小于六方氮化硼 (hBN),一种众所周知的 vdW 电介质。对于以 HfNCl 为栅极电介质的 ap -MOS MoSe 2 晶体管,预测最小双层漏电流为 1.15×10 -2 A/cm 2。据预测,HfNBr、ZrNBr 和 ZrNCl 也会在某些 p-MOS TMD 晶体管中产生微小的漏电流。
富含库仑结合的准粒子的物理学,例如激发剂和过渡金属二甲基元素单层中的trions,目前在冷凝的物质群落中正在进行深入研究。这些准颗粒在100 MEV的顺序上具有较高的结合能,表现出强烈的光耦合,并且可以将量子信息存储在自旋valley自由度中[1]。实现超快时间标准上激素状态的外部控制的策略已成为重要的研究途径。在这里,我们报告了在HBN封装的Mose 2单层中观察到瞬态Trion到脱位的转换(图1a)是由在红外自由电子激光设施(Felbe)(Felbe)[2,3]产生的Picsecond TimeScales上的强烈Thz脉冲引起的。随后通过用条纹摄像头记录时间分辨的光量(TRPL)光谱来监测激子动力学。可见的脉冲(= 400 nm)激发了激动的激子和Trions的种群(图1b,无脉冲脉冲的trpl光谱)。通过在大约30次皮秒延迟后添加THZ脉冲相对于可见的激发(图1C),我们观察到Trion发射的淬火和激发激素发射的暂时增亮。此外,通过调整Thz脉冲的频率,我们记录了TRIONS的THZ解离光谱(图1d)。重要的是,当THz光子能量等于或高于Trion结合能时,可以观察到有效的Trion TRION转换。在其他机构中观察到THZ辐射的相似影响,例如WSE 2单层和Mose 2 /WSE 2异质结构。总的来说,结果为低维材料中的许多粒子状态的外部控制开辟了有希望的途径。
具有有利的电化学特征的2D/2D异质结构(HTS)的生产具有挑战性,特别是对于半导体过渡金属二甲硅烷基(TMDS)而言。在这项工作中,我们引入了一项基于CO 2激光绘图仪的技术,用于实现包括氧化石墨烯(RGO)和2D-TMDS(MOS 2,WS 2,MOSE 2,MOSE 2和WSE 2)的HT膜。该策略依赖于激光诱导的异质结构(LIHTS)的产生,在辐照后,纳米材料在形态和化学结构中显示出变化,成为导电易于转移的纳米结构膜。LIHT在SEM,XPS,Raman和电化学上详细介绍了LIHT。激光处理诱导GOS转化为导电性高度去角质的RGO,并用均质分布的小型TMD/TM-氧化物纳米片装饰。所获得的独立式LIHT膜被用来在硝酸纤维素上构建独立的传感器,其中HT既可以用作传感器和传感表面。所提出的硝酸纤维素传感器制造过程是半自动化和可重现的,可以在相同的激光处理中生产多个HT膜,并且模具印刷可以定制设计。证明了不同分子(例如多巴胺(神经递质),儿茶素(黄酮醇)和过氧化氢)在电分析检测中的卓越性能,从而获得了生物学和农业样本中的纳米摩尔限制,并获得了高纤维抗性的纳摩尔限制。考虑到强大而快速的激光诱导的HT产生以及涂鸦所需模式的多功能性,提出的方法是通过可持续和可访问的策略开发电化学设备的破坏性技术。