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二维材料范德华异质结光电探测器研究进展
图 3 掺杂调控 vdW 异质结理论研究典型成果（ a ）结构优化后的 C 、 N 空位及 B 、 C 、 P 、 S 原子掺杂 g-C 3 N 4 /WSe 2 异质结 的俯视图 [56] ；（ b ）图（ a ）中六种结构的能带结构图 [56] ；（ c ）掺杂的异质结模型图、本征 graphene/MoS 2 异质结的能带结 构及 F 掺杂 graphene/ MoS 2 异质结的能带结构 [57] ；（ d ） Nb 掺杂 MoS 2 原子结构的俯视图和侧视图以及 MoS 2 和 Nb 掺杂
在环形石墨烯中量子驱动的放大
环形石墨烯（TG）代表了一类新的碳纳米结构，将曲率驱动的场限制与量子增强电荷相干性集成在一起。与常规的基于碳的增强剂不同，TG表现出源自无折叠的实验和理论证据链的3×10 9的电磁场扩增因子（AF）。曲率诱导的定位和等离子体杂交理论（PHT）的协同作用使van der waals（VDW）在青铜基质中的膨胀从0.4 nm到577 nm，从而使超高的TG浓度仅为0.005 wt％，以驱动机械性能的转化增强。将其纳入无铅铜制时，TG将耐磨性提高458％，并使CO₂排放量减少78.2％，从而提供了史无前例的性能和可持续性组合。这些作用源于量子等离子体加固机制，这些机制改善了纳米级的应力转移，负载分布和分子内聚力。与常规合金元素（例如PB或Ni）不同，依赖于散装物质特性的PB或Ni，TG从根本上改变了通过纳米级力重新分布来改变耐药性。这项研究将TG确立为下一代金属纳米复合材料的破坏性材料，将基本纳米科学与与行业相关的摩擦学验证合并。与全球第八大卡车制造商Scania合作进行，该验证证实了其直接的工业相关性，证明了现实世界中的适用性在高性能耐磨应用中。连接电磁场放大，VDW扩展和摩擦学验证的明确证据链支持TG的量子工程增强功能，将其定位为高级制造和重型产业的基石。
绝缘范德华铁磁体中的拓扑自旋纹理
鉴于拓扑自旋纹理在信息存储技术中的潜在应用，其生成和控制是现代自旋电子学最令人兴奋的挑战之一。特别令人感兴趣的是磁绝缘体，由于其低阻尼、无焦耳加热和减少的耗散，可以提供节能的自旋纹理平台。本文证明了样品厚度、外部磁场和光激发之间的相互作用可以产生大量的自旋纹理，以及它们在绝缘 CrBr 3 范德华 (vdW) 铁磁体中的共存。使用高分辨率磁力显微镜和大规模微磁模拟方法，证明了 T-B 相图中存在一个大区域，其中存在不同的条纹畴、skyrmion 晶体和磁畴，并且可以通过相位切换机制进行内在选择或相互转换。洛伦兹透射电子显微镜揭示了磁性纹理的混合手性，在给定条件下属于布洛赫类型，但可以通过厚度工程进一步操纵为尼尔类型或混合类型。可以通过标准光致发光光学探针进一步检查不同磁性物体之间的拓扑相变，该探针通过圆偏振分辨，表明存在激子-skyrmion耦合机制。研究结果表明，vdW磁绝缘体是一种有前途的材料框架，可用于操纵和生成与原子级设备集成相关的高度有序的skyrmion晶格。
分子动力学模拟分析人工智能系统应用研究
图 1：由 intDesc-MD 确定的配体-蛋白质相互作用。 （a）细分为 10 种类型。相互作用类型描述中显示L：配体、S1：水、Pro：蛋白质，在两个#符号之间的部分描述了连接它们的以下相互作用类型。 vdW：范达华尔兹相互作用，HB_OH_O：氢键（OH-O），HB_NH_O：氢键（NH-O），CH_O：CH-O相互作用，Elec_NH_O：静电相互作用（NH-O）。（a）观察到的 10 种最丰富的相互作用类型总和随时间的变化。
一维-二维横向范德华异质结中的高整流和栅极可调光响应
4 这些作者贡献相同 *通信地址：muhaoran@sslab.org.cn (HM)；linshenghuang@sslab.org.cn (SL) 收稿日期：2024 年 9 月 11 日；接受日期：2024 年 12 月 16 日；在线发表日期：2024 年 12 月 23 日；https://doi.org/10.59717/j.xinn-mater.2024.100113 © 2025 作者。这是一篇根据 CC BY 许可开放获取的文章 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)。引用：Wang P.、Mu H.、Yun T. 等人 (2025)。1D-2D 横向范德华异质结中的高整流和栅极可调光响应。创新材料 3：100113。自钝化表面和减少的隧穿漏电流使得在范德华 (vdW) 半导体异质结中创建理想的肖特基接触成为可能。然而，同时实现高整流比、低反向漏电流和快速光响应仍然具有挑战性。在这里，我们提出了一种一维 (1D)/二维 (2D) 混合维异质结构光电二极管来解决这些挑战。该结构中显著的价带偏移和最小的电子亲和能差异确保了高整流比和高效的电荷收集。此外，1D 和 2D 材料之间的尺寸差异，其特点是接触面积较小和厚度差异显著，导致低反向漏电流和高电流开关比。此外，它能够实现栅极可调的能带结构转变。我们的器件在室温下表现出 4.7 × 10 7 的出色整流比和 5 × 10 7 的高开关比（V ds = 2 V 和 V g = 30 V）。在 20 V 的栅极电压下，光电二极管实现了 4.9 × 10 14 Jones 的比探测率 (D * )、14 μs 的快速响应时间和接近 1550 nm 的扩展工作波长。混合维度设计和能带工程的战略组合产生了具有出色灵敏度、可重复性和快速响应的 1D-2D pn 异质结光电二极管，凸显了 vdW 半导体在先进光电应用方面的潜力。
量子计算的线性代数
正则化向量或单位向量是范数等于 1 的向量。如果所有向量都是正则化的并且相互正交，则称基是正交的。具有内积的有限向量空间称为希尔伯特空间。为了使无限向量空间成为希尔伯特空间，它除了具有内积之外，还必须遵循其他属性。由于我们主要处理有限向量空间，因此我们使用术语希尔伯特空间作为具有内积的向量空间的同义词。有限希尔伯特空间 V 的子空间 W 也是希尔伯特空间。与 W 的所有向量正交的向量集是希尔伯特空间 W - 称为正交补。V 是 W 和 W - 的直接和，即 VDW˚W-。N 维希尔伯特空间将用 HN 表示以突出其维数。与系统 A 相关的希尔伯特空间将用 HA 表示。
液相去角质的少量非含量硫化铬
从无机类似物中对2D非van der waals（non-vdw）半导体纳米板（NPS）的去角质提出了许多挑战，以进一步探索其高级应用，原因是强大的键合能量。在这项研究中，通过合并的便利液相去角质（LPE）方法，超然2D非VDW铬（2d Cr 2 S 3）的去角质成功证明了。系统检查了2D CR 2 S 3材料的形态和结构。磁性研究表明，2D CR 2 S 3的明显依赖温度依赖性的无补偿抗磁性行为。该材料进一步加载在TIO 2纳米棒阵列上，形成S-Scheme异质结。实验测量和密度功能理论（DFT）计算证实，形成的TiO 2 @CR 2 S 3 S-Scheme杂结有助于光诱导的电子/孔对的分离和传播，从而导致可见区域中具有显着增强的光催化活性。
朝外的分层材料：2D杯状碘化物
由2D材料组成的异质结构已经在电子和镁质等技术领域中开放了许多新的可能性，但是如果增加2D材料的数量和多样性，则可以实现更多。到目前为止，从在环境条件下表现出分层相的材料中提取了几十个2D晶体，完全忽略了在其他温度和压力下可能存在的大量分层材料。这项工作证明了如何通过使用氧化石墨烯作为模板材料，在室温下如何在室温下将这些结构稳定在2D Van der Waals（VDW）中。具体而言，铜和碘的环境稳定2D结构通常仅在645至675 K之间的高温下以分层形式出现。结果为生产更多异国情调阶段而建立了一个简单的途径，否则，对于环境中的实验而言，难以或不可能稳定稳定。
超导基底上外延 CrBr3 单层的电子和磁性表征
例如，我们可以将二维磁体的磁性印记到其他层上，而不改变它们的固有性质，从而创造出新型的自旋电子和磁子装置。[8–10] 这种设计概念可以用于将磁性与超导相结合的系统，以实现拓扑超导。[11,12] 由于它在构建用于拓扑量子计算的基于马约拉纳的量子比特模块中具有潜在作用，因此目前它正受到广泛关注。[12–14] 虽然很少有潜在的真实材料表现出拓扑超导性，[15–18] 但设计材料中所需的物理特性来自不同成分之间精心设计的相互作用。 对于拓扑超导，需要将 s 波超导与磁性和自旋轨道耦合相结合，以创造出人工拓扑超导体。 [12,19] 然而，组分之间的耦合对界面结构和电子特性高度敏感 [2,20]，因此，具有原子级清晰和高度均匀界面的范德华材料是一个具有吸引力的平台，可用于实现和利用设计材料中出现的奇异电子相。最近有研究表明，层状材料在单层 (ML) 极限下仍能保持磁性。[4,5,21] 虽然第一份报告依赖机械剥离进行样品制备，但相关材料三溴化铬 (CrBr 3 ) 和 Fe 3 GeTe 2 也在超高真空 (UHV) 下使用分子束外延 (MBE) 生长，[22,23] 这对于实现干净的边缘和界面至关重要。由于这些材料的层状性质，它们本身缺乏表面键合位点，从而阻止了层之间的化学键合，并导致对界面的更好控制。最近，我们利用MBE成功制备了基于vdW异质结构的超导铁磁混合体系。[24,25] 更重要的是，通过结合自旋轨道耦合、二维铁磁CrBr 3 和超导铌二硒化物（NbSe 2 ），我们利用低温扫描隧道显微镜（STM）和扫描隧道光谱（STS）证明了一维马约拉纳边缘模式的存在。[25] 然而，对于未来的应用，还需要进一步系统的研究，以更好地理解在NbSe 2 基底上生长的单层CrBr 3 的电子和磁性。
锂中热耗散的全面分析
拓扑材料引起了极大的关注，因为它们在宽带和快速的光响应中，尤其是在红外状态下的潜力。然而，这些系统中的高载体浓度通常会导致光生载体快速重组，从而限制了光疗力。在这里，我们证明了MNBI 2 TE 4中的SB掺杂有效地降低了载体浓度并抑制电子孔重组，从而显着改善了可见的中型红外光谱的光电性能。最佳掺杂的MN（BI 0.82 SB 0.18）2 TE 4光电探测器在1550 nm时的响应时间为18.5μs，响应时间为0.795 mA W -1，响应时间为3.02 mA W -1，响应时间为4μm，响应时间为9.0μm。这些值与未居式MNBI 2 TE 4相比，这些值近两个数量级改善。我们的结果重点介绍了乐队工程作为增强基于拓扑材料的光电探测器的红外绩效的有效策略，为高敏性红外检测开辟了新的途径。关键词拓扑绝缘子，红外光电探测器，带工程，VDW材料，光伏效果简介