摘要:2D材料在许多领域都显示出令人兴奋的特性,但是应用程序的开发受到低收益,高处理时间和当前去角质方法质量受损的障碍。在这项工作中,我们使用了MOS 2的出色MW吸收特性来诱导快速加热,从而产生吸附的,低沸点溶剂的近乎稳定性蒸发。突然的蒸发产生了内部压力,可以以高效率分离MOS 2层,并且通过分散溶剂的作用将其保持分离。我们的快速方法(90 s)给出了高度的高产(47%,在0.2 mg/ml时为47%,在1 mg/ml时为35%)高度脱落的材料(4层以下90%),大面积(高达几μm2)和优质的质量(未检测到显着的MOO 3)。关键字:钼二硫化物,过渡金属二盐元素(TMDC),微波驱动的去角质,大面积超薄片,高横向尺寸,高产量t
最近,新兴的量子材料 [1] 实现了以前不可能实现的功能,目前正在彻底改变先进量子技术的科学发展和创新。它的出现推动了先进量子光子学、先进通信、量子计算、先进光电器件等的发展 [2]。它为探索许多新的尖端科学和可能性提供了机会。在其众多可能的应用中,当前需要的一项基本发展是超快先进无线通信,从量子材料中寻找其解决方案是一个新的视角和潜在领域。当今快速发展的社会需要高数据速率、超低延迟、更好的频谱效率和在更高频段工作的设备。为了解决这个问题,数据速率需要达到每秒兆兆比特 (TBPS) 的数量级,从而导致新兴的第六代 (6G) 网络,这可以通过将操作频段推向潜在的太赫兹 (THz) 范围来实现 [3]。石墨烯是所有二维 (2D) 材料之母,它的发现获得了诺贝尔奖,从那时起,许多二维材料被发现。 2D 材料是原子级薄的材料,包括石墨烯、过渡金属二硫属化物 (TMDC),例如 MoS 2 [6]、WS 2 、MoSe 2 [7]、WSe 2 [8]、六方氮化硼 (h-BN)、磷烯、硅烯(2D 硅)、锗(2D 锗)、硼烯(2D 硼)和 MXenes(2D 碳化物/氮化物)[9]。由于 2D 材料为原子级薄,且其独特的电子和光学特性源于量子限制效应 [9],因此被称为“量子材料” [1]。可调带隙、大载流子迁移率和增强的光物质相互作用等特性使 2D 材料成为太赫兹应用的有希望的候选材料,可用作发射器、探测器、调制器和光源。其独特的光-物质相互作用源于激子能量动力学,这种动力学仅因二维结构中的量子限制而存在,由于其与太赫兹频率的共振,透射率增强。尽管石墨烯具有非线性光学行为、高光学透明度、高载流子迁移率和表面电导率等非凡特性 [5],使其适用于太赫兹应用,但它受到空气污染性质、零带隙和不稳定的离域 π 电子的限制,而这些限制在 TMDC 等其他二维材料中并不存在。此外,TMDC 的高调制效率推动了使用石墨烯制造异质结构的创新新趋势 [5]。这种异质结构结合了石墨烯的特性,同时克服了其缺点,从而提供了进一步增强和更好的性能 [10]。有关这方面的更多细节将在演讲中讨论和描述。
摘要:光电半导体设备中的创新是由对如何移动电荷和/或激子(电子 - 孔对)的基本理解驱动的,例如用于做有用工作的指定方向,例如制造燃料或电力。二维(2D)过渡金属二甲化物(TMDCS)和一维半导体的单壁碳纳米管(S-SWCNT)的多样性和可调性和光学性能使它们跨越了跨越HersoIftf的基本量子研究。在这里,我们演示了混合维度2D/1D/2D MOS 2/swcnt/WSE 2杂型词,该杂质可实现超快速光诱导的激发激素离解,然后进行电荷扩散和缓慢的重组。重要的是,相对于MOS 2/SWCNT异质数,异位层的载体产量是两倍,并且还展示了分离电荷克服层间激子结合能的能力,可以从一个TMDC/SWCNT界面扩散到另一个2D/1D界面,从而在COULOMBINDING INDENDINCLING INDEND INDENCE中分散。有趣的是,杂体似乎还可以有效地从SWCNT到WSE 2,这在相同准备的WSE 2 /SWCNT Heterobilayer中未观察到,这表明增加纳米级三层的复杂性可能会改变动态途径。我们的工作提出了“混合维度” TMDC/SWCNT的杂体,这是纳米级异位方面的载体动力学机械研究的有趣模型系统,以及用于高级光电系统中的潜在应用。关键字:过渡金属二分法,电荷转移,异质界,碳纳米管,激子O
在层状材料中,例如 MoS 2 等过渡金属二硫属化物 (TMDC),[ 24–27 ] 或其他可剥离材料,如 GaSe,[ 28 ] 激子在室温下主导其光学特性,这证明了它们具有很强的结合能。在磷同素异形体(如 BP)中观察到了激子物种,具有近红外发射。[ 29,30 ] 相反,VP 作为一种替代品出现,具有可见光范围的光致发光 (PL) 发射和更高的热稳定性,[ 17,21 ] 但对其激子效应的研究仍处于起步阶段。在本研究中,我们使用原子力显微镜 (AFM)、拉曼和 PL 光谱在一系列温度和波长范围内研究了 SiO 2 /Si 衬底上剥离的 VP 的光降解、热效应和激子发射。我们的研究结果表明,VP 的降解速度受光的波长和曝光时间的强烈影响。发现在 VP 的带隙之上的光激发会由于与活性氧 (ROS) 的相互作用而导致更快的降解。PL 光谱显示激子数量逐渐下降,表明激子的寿命缩短以及激子的形成和稳定性发生变化,从而影响 VP 的量子效率。功率依赖性 μ -PL 测量表明中性激子和三子的强度线性增加,而它们的峰值能量之间的能量差随着功率的增加而减小,这表明激子能隙发生了变化。温度依赖性 PL 显示出可见的 X 0 和 T 峰,在高温下 X 0 发射的光谱权重更高,这意味着 VP 晶体中 T 发射的热稳定性降低。采用温度依赖性拉曼光谱法,在不同温度下确定了九种拉曼模式的峰位,最高可达
项目名称:二维量子材料和超导电子学。描述:研究重点是 Nb 基二维材料,特别是二硫化铌 (NbS₂) 和二硒化铌 (NbSe₂),以及它们在超导场效应晶体管 (FET) 中的应用。这些材料因其独特的特性而处于材料科学的前沿,包括单层超导性[1]。超导性的特点是零电阻和排除磁场,是现代材料科学的基本原理。虽然已经提出了许多利用超导性的设备并付诸实施,但在创造可扩展的高质量材料和设备方面仍然存在挑战[2-4]。传统的制造方法,如溅射,通常会导致材料质量不理想,特别是对于需要精确控制厚度和纯度的应用[5]。该项目旨在通过利用二维过渡金属二硫属化物 (TMDC) 的卓越特性来解决这些限制,这些特性可以精确控制材料厚度和晶体纯度。在本研究中,候选人将专注于合成基于 Nb 的 2D 材料并将其集成到器件架构中以创建超导 FET。这些器件将利用电场来调节超导性,实现新功能并为超导电子学的潜在突破铺平道路。这项工作将涉及在洁净室环境中进行先进的材料合成、广泛的特性描述和器件制造,以及传输测量以研究器件在不同条件下的行为。该项目提供了为材料科学的变革领域做出贡献的机会,并有可能产生重大的技术影响。成功的候选人将加入一个充满活力的跨学科研究团队,该团队配备了最先进的设施,并受益于该领域领先研究人员的指导和合作。外部参考:[1] Xi 等人,《自然物理》,12(2):139–143 (2016) [2] Puglia 等人,《应用物理快报》,116(25) (2020)。 [3] De Simoni 等人,Nature Nanotechnology, 13(9):802–805 (2018) [4] Paolucci 等人,Nano letters, 19(9):6263–6269 (2019) [5] Durrell 等人,Reports on Progress in Physics, 74(12):124511 (2011). 主要指导老师:Camilla Coletti ( 2D 材料工程 ) 其他指导老师:Antonio Rossi ( 2D 材料工程 ) 关键专业知识: