摘要:Schottky-Barrier-Far van der Waals(VDW)金属 - 半导体异质结构具有很大的潜力,可以克服具有出色设备功能的电子设备的接触电阻问题。然而,设计此类异质结构的长期挑战是在异性结界找到具有完美匹配的电子能级和带对齐方式的材料。为了应对这一挑战,我们提出了一种新型的VDW异质结构,由二维pentagonal pentagonal nigzenide(penta-nin 2)[ACS Nano 15,13539-13546-(2021)](2021)]和Biphenylene Network(BPN)(BPN)[Science 372,852-852-856)(2021-2021)(2021)(2021)在异质结界面的通道和金属电极材料。基于第一原理的计算,我们发现垂直堆叠的五角星2和bpn可以形成相应的异质结构,而晶格不匹配可忽略0.15%,并且它们的内在电子特征是良好的,形成了VDW接触。更有趣的是,我们表明,这种堆叠导致垂直界面处的无孔式伴侣P型触点,这表明横跨异质结的无电阻孔传输。与传统的基于五角大楼的VDW堆栈不同,异质结构和半导体通道的电子能带在异质结的横向界面处很好地对齐。这些结果表明,Penta-Nin 2 /BPN可能是开发低电阻和高速野外效应晶体管和光电设备的有前途的候选人。
观察到扭曲的双层石墨烯中新出现的量子相促使范德 - 瓦尔斯(VDW)材料的活动促进了石墨烯之外的材料。大多数当前的扭曲实验都使用称为PPC的聚合物使用所谓的撕裂和堆栈方法。但是,尽管当前的PPC撕裂和堆栈方法具有明显的优势,但也存在技术局限性,主要是有限数量的VDW材料,可以使用此基于PPC的方法进行研究。这种技术瓶颈一直在阻止少数可用的VDW样品之外的令人兴奋的领域的进一步发展。为了克服这一挑战并促进了未来的扩张,我们使用了强烈的粘合性多丙酮酸(PCL)开发了一种新的撕裂方法。具有相似的角度精度,我们的技术允许制造无上限层,促进表面分析并确保固有的清洁界面和低工作温度。更重要的是,它可以应用于基于PPC的方法仍然无法访问的许多其他VDW材料。我们介绍了通过多种VDW材料制成的扭曲同源物 - 从两种经过良好的VDW材料(石墨烯和MOS 2)到其他VDW材料的首次演示(NBSE 2,NIPS 3和Fe 3 Gete 2)。因此,我们的新技术将有助于将Moiré物理学扩展到少数选定的VDW材料之外,并开辟更令人兴奋的发展。
二维范德华(VDW)材料由于具有出色的电气,光学,热力学和机械性能而引起了广泛的兴趣,这些特性在开发易变的纸张设备方面具有巨大的潜力。VDW材料的家族含量很大,其电子特征从金属到半导体和超导范围。这种重新介绍了从制造到基于纸张的电子和光电子技术的各种VDW材料开发的最新研究进度。尤其是,强调了用纸张将VDW材料作为功能可靠的机械传感器,环境传感器和光电探测器的有前途的应用。讨论了与VDW材料基于纸张的设备相关的剩余挑战和前景。本评论提供了一个全面的路线图,以激发未来的突破。
范德华 (vdW) 材料因其众多独特的电子、机械和热特性而备受关注。特别是,它们是单色台式 X 射线源的有希望的候选材料。这项研究表明,台式 vdW X 射线源的多功能性超出了迄今为止所展示的范围。通过在 vdW 结构和入射电子束之间引入倾斜角,理论和实验表明,可访问的光子能量范围增加了一倍以上。这使得 vdW X 射线源的实时调谐具有更大的多功能性。此外,这项研究表明,通过同时控制电子能量和 vdW 结构倾斜,可访问的光子能量范围可以最大化。这些结果将为高度可调的紧凑型 X 射线源铺平道路,其潜在应用包括高光谱 X 射线荧光和 X 射线量子光学。
能够生长出二维 (2D) 材料等尖端晶体材料的高质量异质外延膜,是开发前沿技术应用的先决条件。二维材料(及其异质结构)是一种堆叠结构,相邻块之间具有弱范德华 (vdW) 相互作用,而每个块内具有强共价键。这一特性使得我们有可能分离二维晶片,将其用作构建块,以创建堆叠的二维晶体序列(称为 vdW 异质结构),这种结构具有新奇的特性和奇特的物理现象。[1,2] vdW 异质结构为电子学、光电子学、柔性器件、传感器和光伏等领域的广泛应用铺平了道路。[3–5] 然而,要实现工业化应用,就必须发展大规模沉积,这就意味着必须掌握 vdW 外延生长技术。 [6] 尽管过去几年人们对范德华外延的兴趣重新燃起,研究工作也愈发深入,[7] 但对范德华外延的一般描述和完整理解将有助于快速解决许多问题。例如,当使用石墨烯或其他二维晶体作为缓冲层时,对于范德华外延,下面的衬底仍可能与正在生长的薄膜相互作用。[8–15] 人们还观察到了二维和三维材料生长之间的中间行为,实际上允许在这些材料中进行应变工程。[16–21] 因此,二维材料的外延规则非常有必要,以便预测衬底表面相互作用、范德华异质结构可比性和界面生长过程中的应变弛豫。范德华能隙的形成是决定二维材料行为的基本特征。[22] 在这方面,衬底表面的电子特性和形貌在薄膜生长的早期阶段起着关键作用。生长中的薄膜和基底之间的键可以形成在悬空键和缺陷上[13,23],也可以形成在扭结和台阶边缘,从而阻止范德华能隙的形成并决定应变的积累。[16]基底和外延层之间的不同对称性也会引起一定量的应变。[24]因此,如果沉积的2D材料没有完全弛豫,则不会发生范德华外延。为了对范德华外延进行一般性描述,我们在这里研究了一个基于硫族化物 (GeTe) m (Sb 2 Te 3 ) n 合金 (Ge-Sb-Te 或 GST) 的示例案例,该合金位于 InAs(111) 表面上。GST 是一种关键的相变材料 (PCM),因其尖端技术应用而得到广泛研究。它是一种突出的
磁性隧道连接点(MTJ)是非挥发性随机访问记忆(MRAM)技术的领先存储成分。1,2它由夹在两个磁层层之间的薄隧道屏障层组成,提供快速开关速度,高耐力和低功耗。3,随着大数据和物联网的不断增长,优化了MTJ的运营,以实现较低的能源消耗以获得高密度记忆,并且更快的数据处理变得至关重要。4一种有效且易于访问的方法来操纵MTJ,正在使用电场,该电场在铁磁/铁电力多性异质结构中实现。5 MTJ Spintronic设备的行为和性能受到异质结构之间的界面的显着影响。4因此,实现MTJ的高质量接口对于充分利用其功能并增强数据处理速度至关重要。二维(2D)范德华(VDW)磁铁的出现为结构VDW异质结构提供了有前途的途径,与原子尖锐的互相互相互相互相耦合,6 - 14,这使得它使IT可以探索MTJ Pertronic设备的新颖电子控制。4,15近年来,在全VDW MTJ中,在带有隧道屏障HBN,MOS 2和INSE的全VDW MTJ中,在自旋阀设备中进行了显着的前进。16 - 21个最近的研究在低温下通过VDW异质结构中的电子均值报道了TMR。23 - 2516然而,在室温下实现TMR操作的电气控制仍然是一个持续的挑战,迄今为止,VDW异质结构尚未实现室温可调TMR。永远,发现2D VDW铁磁(FM)金属Fe 3 Gate 2,22,其在室温高于室温(居里温度≈350 - 380 K)上表现出强烈的铁磁作用,并稳健的大型垂直磁性各向异性,可以打开VDW旋转器件中房间温度旋转操作的可能性。
胶体半导体量子点/石墨烯范德华 (vdW) 异质结利用量子点 (QDs) 增强的光物质相互作用和光谱稳定性以及石墨烯中卓越的电荷迁移率,为增益或外部量子效率高达 10 10 的非制冷红外光电探测器提供了一种有前途的替代方案。在这些 QD/石墨烯范德华异质结构中,QD/石墨烯界面在控制光电过程(包括激子解离、电荷注入和传输)方面起着关键作用。具体而言,范德华界面处的电荷陷阱会增加噪声、降低响应度和响应速度。本文重点介绍了我们在设计范德华异质结界面以实现更高效的电荷转移、从而获得更高的光响应度、D* 和响应速度方面的最新进展。这些结果表明范德华异质结界面工程在 QD/石墨烯光电探测器中的重要性,这可能为低成本、可印刷和灵活的红外探测器和成像系统提供有前途的途径。
能够生长出二维 (2D) 材料等尖端晶体材料的高质量异质外延膜,是开发前沿技术应用的先决条件。二维材料(及其异质结构)是一种堆叠结构,相邻块之间具有弱范德华 (vdW) 相互作用,而每个块内具有强共价键。这一特性使得我们有可能分离二维晶片,将其用作构建块,以创建堆叠的二维晶体序列(称为 vdW 异质结构),这种结构具有新奇的特性和奇特的物理现象。[1,2] vdW 异质结构为电子学、光电子学、柔性器件、传感器和光伏等领域的广泛应用铺平了道路。[3–5] 然而,要实现工业化应用,就必须发展大规模沉积,这就意味着必须掌握 vdW 外延生长技术。 [6] 尽管过去几年人们对范德华外延的兴趣重新燃起,研究工作也愈发深入,[7] 但对范德华外延的一般描述和完整理解将有助于快速解决许多问题。例如,当使用石墨烯或其他二维晶体作为缓冲层时,对于范德华外延,下面的衬底仍可能与正在生长的薄膜相互作用。[8–15] 人们还观察到了二维和三维材料生长之间的中间行为,实际上允许在这些材料中进行应变工程。[16–21] 因此,二维材料的外延规则非常有必要,以便预测衬底表面相互作用、范德华异质结构可比性和界面生长过程中的应变弛豫。范德华能隙的形成是决定二维材料行为的基本特征。[22] 在这方面,衬底表面的电子特性和形貌在薄膜生长的早期阶段起着关键作用。生长中的薄膜和基底之间的键可以形成在悬空键和缺陷上[13,23],也可以形成在扭结和台阶边缘,从而阻止范德华能隙的形成并决定应变的积累。[16]基底和外延层之间的不同对称性也会引起一定量的应变。[24]因此,如果沉积的2D材料没有完全弛豫,则不会发生范德华外延。为了对范德华外延进行一般性描述,我们在这里研究了一个基于硫族化物 (GeTe) m (Sb 2 Te 3 ) n 合金 (Ge-Sb-Te 或 GST) 的示例案例,该合金位于 InAs(111) 表面上。GST 是一种关键的相变材料 (PCM),因其尖端技术应用而得到广泛研究。它是一种突出的
能够生长出二维 (2D) 材料等尖端晶体材料的高质量异质外延膜,是开发前沿技术应用的先决条件。二维材料(及其异质结构)是一种堆叠结构,相邻块之间具有弱范德华 (vdW) 相互作用,而每个块内具有强共价键。这一特性使得我们有可能分离二维晶片,将其用作构建块,以创建堆叠的二维晶体序列(称为 vdW 异质结构),这种结构具有新奇的特性和奇特的物理现象。[1,2] vdW 异质结构为电子学、光电子学、柔性器件、传感器和光伏等领域的广泛应用铺平了道路。[3–5] 然而,要实现工业化应用,就必须发展大规模沉积,这就意味着必须掌握 vdW 外延生长技术。 [6] 尽管过去几年人们对范德华外延的兴趣重新燃起,研究工作也愈发深入,[7] 但对范德华外延的一般描述和完整理解将有助于快速解决许多问题。例如,当使用石墨烯或其他二维晶体作为缓冲层时,对于范德华外延,下面的衬底仍可能与正在生长的薄膜相互作用。[8–15] 人们还观察到了二维和三维材料生长之间的中间行为,实际上允许在这些材料中进行应变工程。[16–21] 因此,二维材料的外延规则非常有必要,以便预测衬底表面相互作用、范德华异质结构可比性和界面生长过程中的应变弛豫。范德华能隙的形成是决定二维材料行为的基本特征。[22] 在这方面,衬底表面的电子特性和形貌在薄膜生长的早期阶段起着关键作用。生长中的薄膜和基底之间的键可以形成在悬空键和缺陷上[13,23],也可以形成在扭结和台阶边缘,从而阻止范德华能隙的形成并决定应变的积累。[16]基底和外延层之间的不同对称性也会引起一定量的应变。[24]因此,如果沉积的2D材料没有完全弛豫,则不会发生范德华外延。为了对范德华外延进行一般性描述,我们在这里研究了一个基于硫族化物 (GeTe) m (Sb 2 Te 3 ) n 合金 (Ge-Sb-Te 或 GST) 的示例案例,该合金位于 InAs(111) 表面上。GST 是一种关键的相变材料 (PCM),因其尖端技术应用而得到广泛研究。它是一种突出的