van der waals工程是一种通过堆叠二维材料来调节材料特性的技术,并且已用于从超导性到分数量子异常霍尔效应的应用中。这项研究成功的关键在于创新的堆叠技术,该技术以垂直角度堆叠两个超薄的Nbocl2,以实现极化纠缠 - 量子计算的基本要求。根据团队的说法,极化 - 纠缠的光子对一直是量子光学实验的基础,但通常需要使用较大和较大的材料。通过范德华工程,可以在没有这些大型设备的情况下生成极化的光子。
在散装3R-TMD晶体中,具有相同堆叠顺序的层组显示为三维双胞胎,被双边界的平面隔开。Here, we propose [10] the formation of two-dimensional (2D) electron/hole gases at twin boundaries, analyse their stable density in photo-doped structures, which appears to be in the range of n * ~8x10 12 cm -2 for electrons at both intrinsic mirror twin boundaries in bulk crystals and twisted twin boundaries in structures assembled from two thin mono-domain films.我们还预测了组装双胞胎之间的扭角值的“魔法”值,为此,累积的载体密度,n *和moiré模式之间的可相差性将促进形成强相关的电子状态,例如wigner晶体。参考文献[1] F. Ferreira等,科学报告11,13422(2021)
本研究探索了 SrF 2 在高取向热解石墨 (HOPG) 上的分子束外延 (MBE) 生长,重点介绍了生长形态、晶体结构和电子特性随温度的变化。使用原子力显微镜 (AFM)、反射高能电子衍射 (RHEED)、紫外光电子能谱 (UPS) 和 X 射线光电子能谱 (XPS) 对 SrF 2 /HOPG 界面进行了全面表征。光谱数据表明,氟化物与基底的化学相互作用在沉积过程中的每个沉积厚度和基底温度下都很弱,表明在范德华外延状态下生长。沉积在 HOPG 上的 SrF 2 纳米结构在晶体度和成分方面表现出独特的块状特征,即使在最初的生长阶段也是如此。值得注意的是,温度在驱动生长模式中起着至关重要的作用,从室温下树枝状岛的聚结转变为在较高温度(400 ◦ C)下沿 HOPG 梯田台阶边缘诱导近 1D 行。
由于其独特的光学和电子特性,垂直的范德华异质结构(VDWH)引起了光电应用的大量关注,例如光检测,光收获和光发射二极管。为了完全利用这些特性,了解跨VDWH的界面电荷转移(CT)和重组动力学至关重要。然而,界面能量和缺陷态对石墨烯转变金属二北核化金(GR-TMD)VDWH的界面CT和重组过程的影响仍在争论中。在这里,我们研究了具有不同化学成分(W,MO,S和SE)的GR-TMD VDWH中的界面CT动力学和可调的界面能量。We demonstrate, using ultrafast terahertz spectroscopy, that while the photo-induced electron transfer direction is universal with graphene donating electrons to TMDs, its efficiency is chalcogen-dependent: the CT efficiency of S atom-based vdWHs is 3–5 times higher than that of Se-based vdWHs thanks to the lower Schottky barrier present in S-based vdWHs.相比之下,从TMD到GR的电子反传递过程定义了电荷分离时间,它依赖金属依赖性,并由TMDS的中间隙缺陷水平支配:W过渡金属基于vDWH的电荷分离极为长,远超过1 ns,这比基于MO的VDWH远超过了PS Experation 10 s的基于MO的VDWH。与基于MO的TMD相比,这种差异可以追溯到基于W的TMD中报告的更深层次的中间隙缺陷,从而导致了从被困状态到石墨烯的后电子转移的变化能量。我们的结果阐明了界面能量学和缺陷的作用,通过在GR-TMD VDWH中定制TMD的化学组成和重组动态,这是优化光电设备的优化,尤其是在光电检测领域中。
1。Andrei,E。Y.等。 Moiré材料的奇迹。 nat Rev Mater 6,201–206(2021)。 2。 Cao,Y。等。 在魔术角石墨烯超级晶格中半填充时相关的绝缘体行为。 自然556,80–84(2018)。 3。 Tang,Y。等。 在WSE2/WS2Moiré超级晶格中模拟Hubbard模型物理。 自然579,353–358(2020)。 4。 Regan,E。C。等。 Mott和Wigner Crystal态在WSE 2 /WS 2Moiré超级晶格中。 自然579,359–363(2020)。 5。 Wang,L。等。 在扭曲的双层过渡金属二分法中相关的电子相。 nat Mater 19,861–866(2020)。 6。 Cao,Y。等。 魔法石墨烯超级晶格中的非常规的超导性。 自然556,43-50(2018)。 7。 lu,X。等。 超导体,轨道磁铁和魔法双层石墨烯中的相关状态。 自然574,653–657(2019)。 8。 Cai,J。等。 扭曲的Mote2中分数量子异常圆度状态的签名。 自然622,63-68(2023)。 9。 Park,H。等。 观察分数量化的异常霍尔效应。 自然622,74–79(2023)。 10。 Zeng,Y。等。 MoiréMote2中分数Chern绝缘子的热力学证据。 自然622,69–73(2023)。 11。 lu,Z。等。 自然626,759–764(2024)。Andrei,E。Y.等。Moiré材料的奇迹。nat Rev Mater 6,201–206(2021)。2。Cao,Y。等。 在魔术角石墨烯超级晶格中半填充时相关的绝缘体行为。 自然556,80–84(2018)。 3。 Tang,Y。等。 在WSE2/WS2Moiré超级晶格中模拟Hubbard模型物理。 自然579,353–358(2020)。 4。 Regan,E。C。等。 Mott和Wigner Crystal态在WSE 2 /WS 2Moiré超级晶格中。 自然579,359–363(2020)。 5。 Wang,L。等。 在扭曲的双层过渡金属二分法中相关的电子相。 nat Mater 19,861–866(2020)。 6。 Cao,Y。等。 魔法石墨烯超级晶格中的非常规的超导性。 自然556,43-50(2018)。 7。 lu,X。等。 超导体,轨道磁铁和魔法双层石墨烯中的相关状态。 自然574,653–657(2019)。 8。 Cai,J。等。 扭曲的Mote2中分数量子异常圆度状态的签名。 自然622,63-68(2023)。 9。 Park,H。等。 观察分数量化的异常霍尔效应。 自然622,74–79(2023)。 10。 Zeng,Y。等。 MoiréMote2中分数Chern绝缘子的热力学证据。 自然622,69–73(2023)。 11。 lu,Z。等。 自然626,759–764(2024)。Cao,Y。等。在魔术角石墨烯超级晶格中半填充时相关的绝缘体行为。自然556,80–84(2018)。3。Tang,Y。等。 在WSE2/WS2Moiré超级晶格中模拟Hubbard模型物理。 自然579,353–358(2020)。 4。 Regan,E。C。等。 Mott和Wigner Crystal态在WSE 2 /WS 2Moiré超级晶格中。 自然579,359–363(2020)。 5。 Wang,L。等。 在扭曲的双层过渡金属二分法中相关的电子相。 nat Mater 19,861–866(2020)。 6。 Cao,Y。等。 魔法石墨烯超级晶格中的非常规的超导性。 自然556,43-50(2018)。 7。 lu,X。等。 超导体,轨道磁铁和魔法双层石墨烯中的相关状态。 自然574,653–657(2019)。 8。 Cai,J。等。 扭曲的Mote2中分数量子异常圆度状态的签名。 自然622,63-68(2023)。 9。 Park,H。等。 观察分数量化的异常霍尔效应。 自然622,74–79(2023)。 10。 Zeng,Y。等。 MoiréMote2中分数Chern绝缘子的热力学证据。 自然622,69–73(2023)。 11。 lu,Z。等。 自然626,759–764(2024)。Tang,Y。等。在WSE2/WS2Moiré超级晶格中模拟Hubbard模型物理。自然579,353–358(2020)。4。Regan,E。C。等。 Mott和Wigner Crystal态在WSE 2 /WS 2Moiré超级晶格中。 自然579,359–363(2020)。 5。 Wang,L。等。 在扭曲的双层过渡金属二分法中相关的电子相。 nat Mater 19,861–866(2020)。 6。 Cao,Y。等。 魔法石墨烯超级晶格中的非常规的超导性。 自然556,43-50(2018)。 7。 lu,X。等。 超导体,轨道磁铁和魔法双层石墨烯中的相关状态。 自然574,653–657(2019)。 8。 Cai,J。等。 扭曲的Mote2中分数量子异常圆度状态的签名。 自然622,63-68(2023)。 9。 Park,H。等。 观察分数量化的异常霍尔效应。 自然622,74–79(2023)。 10。 Zeng,Y。等。 MoiréMote2中分数Chern绝缘子的热力学证据。 自然622,69–73(2023)。 11。 lu,Z。等。 自然626,759–764(2024)。Regan,E。C。等。Mott和Wigner Crystal态在WSE 2 /WS 2Moiré超级晶格中。自然579,359–363(2020)。5。Wang,L。等。 在扭曲的双层过渡金属二分法中相关的电子相。 nat Mater 19,861–866(2020)。 6。 Cao,Y。等。 魔法石墨烯超级晶格中的非常规的超导性。 自然556,43-50(2018)。 7。 lu,X。等。 超导体,轨道磁铁和魔法双层石墨烯中的相关状态。 自然574,653–657(2019)。 8。 Cai,J。等。 扭曲的Mote2中分数量子异常圆度状态的签名。 自然622,63-68(2023)。 9。 Park,H。等。 观察分数量化的异常霍尔效应。 自然622,74–79(2023)。 10。 Zeng,Y。等。 MoiréMote2中分数Chern绝缘子的热力学证据。 自然622,69–73(2023)。 11。 lu,Z。等。 自然626,759–764(2024)。Wang,L。等。在扭曲的双层过渡金属二分法中相关的电子相。nat Mater 19,861–866(2020)。6。Cao,Y。等。 魔法石墨烯超级晶格中的非常规的超导性。 自然556,43-50(2018)。 7。 lu,X。等。 超导体,轨道磁铁和魔法双层石墨烯中的相关状态。 自然574,653–657(2019)。 8。 Cai,J。等。 扭曲的Mote2中分数量子异常圆度状态的签名。 自然622,63-68(2023)。 9。 Park,H。等。 观察分数量化的异常霍尔效应。 自然622,74–79(2023)。 10。 Zeng,Y。等。 MoiréMote2中分数Chern绝缘子的热力学证据。 自然622,69–73(2023)。 11。 lu,Z。等。 自然626,759–764(2024)。Cao,Y。等。魔法石墨烯超级晶格中的非常规的超导性。自然556,43-50(2018)。7。lu,X。等。超导体,轨道磁铁和魔法双层石墨烯中的相关状态。自然574,653–657(2019)。8。Cai,J。等。 扭曲的Mote2中分数量子异常圆度状态的签名。 自然622,63-68(2023)。 9。 Park,H。等。 观察分数量化的异常霍尔效应。 自然622,74–79(2023)。 10。 Zeng,Y。等。 MoiréMote2中分数Chern绝缘子的热力学证据。 自然622,69–73(2023)。 11。 lu,Z。等。 自然626,759–764(2024)。Cai,J。等。扭曲的Mote2中分数量子异常圆度状态的签名。自然622,63-68(2023)。9。Park,H。等。 观察分数量化的异常霍尔效应。 自然622,74–79(2023)。 10。 Zeng,Y。等。 MoiréMote2中分数Chern绝缘子的热力学证据。 自然622,69–73(2023)。 11。 lu,Z。等。 自然626,759–764(2024)。Park,H。等。观察分数量化的异常霍尔效应。自然622,74–79(2023)。10。Zeng,Y。等。 MoiréMote2中分数Chern绝缘子的热力学证据。 自然622,69–73(2023)。 11。 lu,Z。等。 自然626,759–764(2024)。Zeng,Y。等。MoiréMote2中分数Chern绝缘子的热力学证据。自然622,69–73(2023)。11。lu,Z。等。自然626,759–764(2024)。多层石墨烯中的分数量子异常霍尔效应。12。Xu,F。等。观察整数和分数量子异常大厅效应
螺旋自旋结构是磁性诱导的手性的表达式,纠缠了材料1-4中的偶极和磁性。最近发现的螺旋范德华多表情到超薄限制,在二维5,6中提高了大手性磁电相关的前景。但是,到目前为止,这些耦合的确切性质和大小尚不清楚。在这里,我们对exfoliated van der waals多效率的对映射结构域的动力学磁电耦合进行精确测量。我们使用集体电磁模式在共振中评估了这种相互作用,并使用超快光学探针套件捕获了其振荡对材料偶极和磁性阶的影响。我们的数据显示,在Terahertz频率上具有巨大的自然光活性,其特征在于电化和磁化成分之间的正交调制。第一原理的计算进一步表明,这些手性耦合源于非共线自旋纹理与相对论自旋 - 轨相互作用之间的协同作用,从而使晶格介导的效应具有实质性增强。我们的发现突出了相互交织的订单的潜力,使其在二维极限内启用独特的功能,并为以Terahertz速度运行的范德华磁电机设备的开发铺平了道路。
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。
摘要:二维(2D)范德华异质结合了单个2D材料的独特特性,导致超材料,非常适合新兴的电子,光电,光电和自旋形成现象。在利用这些特性用于未来的混合电路方面的一个重大挑战是它们的大规模实现并集成到石墨烯互连中。在这项工作中,我们证明了二硫化钼(MOS 2)晶体在图案化石墨烯通道上的直接生长。通过通过限制的空间化学蒸气沉积生长技术增强对蒸气转运的控制,我们实现了单层MOS 2晶体在单层石墨烯上的优先沉积。原子分辨率扫描透射电子显微镜揭示了杂结构的高结构完整性。通过深入的光谱表征,我们在石墨烯/MOS 2中揭示了电荷转移,MOS 2将p-型掺杂到石墨烯中,如我们的电气测量所证实。光电导率表征表明,可以在MOS 2层覆盖的石墨烯通道中局部创建光活性区域。时间分辨超快的超快瞬态吸收(TA)光谱揭示了在石墨烯/MOS 2异质结构中加速的电荷衰减动力学,对于以下带隙激发条件的上转换。我们的概念验证结果为范德华异质结构电路的直接增长铺平了道路,对超快光活性纳米电子和播客应用具有重要意义。关键字:石墨烯,TMD,现场效应晶体管,范德华异质结构,超快,光活动电路■简介
van der waals(vdw)堆叠是一种强大的技术,可以通过逐层晶体工程在凝结物质系统中实现所需的特性。一个了不起的例子是控制人工堆叠的VDW晶体之间的扭角,从而实现了从超导性到强相关的磁性范围内的Moiré结构中非常规现象的实现。在这里,我们报告了VDW磁铁CRI 3晶体中不寻常的120°扭曲断层的出现。在去角质样品中,我们观察到厚度低于10 nm的垂直扭曲结构域。扭曲结构域的尺寸和分布在很大程度上取决于样品制备方法,而合成的未脱落样品显示出比去角质样品的厚域更厚的域。冷却引起不同扭曲结构域之间相对种群的变化,而不是先前假定的结构相过渡到菱形堆积。样品制造过程引起的堆叠障碍可能解释了CRI 3中观察到的未解决的厚度依赖性磁耦合。
摘要:已证明介电纳米孔量可以避免与等离子装置相关的重型光损耗。但是,他们患有较少的共鸣。通过构建介电和金属材料的混合系统,可以保留低损失,同时实现更强的模式约束。在这里,我们使用高折射率多层透射金属二烷核酸WS 2在黄金上剥落,以制造并光学地表征杂交纳米天然基因的基因系统。我们在实验上观察了MIE共振,Fabry- perot模式和表面等离子体 - 果的杂种,从纳米antennas启动到底物。我们测量了杂交MIE-等离激元(MP)模式的实验质量因子,高达二氧化硅上纳米antennans中标准MIE共振的33倍。然后,我们调整纳米antena几何形状,以观察超级腔模式的特征,在实验中进一步增加了Q系数超过260。我们表明,在连续体中,这种准结合的状态是由于MIE共振与Fabry- perot质量模式在高阶Anapole条件附近的强烈耦合而产生的。我们进一步模拟了WS 2纳米antennas在黄金上,中间有5 nm厚的HBN垫片。通过将偶极子放置在该垫片中,我们计算出超过10 7的整体光提取增强,这是由于入射光的强,次波长限制引起的,Purcell因子超过700,并且发射光的高方向性高达50%。因此,我们表明多层TMD可用于实现简单制作的,混合的介电介质 - 现金纳米量纳米局部设备,允许访问高Q,强限制的MP共振,以及在TMD-金差距中发射器的大量增强。关键字:范德华材料,过渡金属二盐元化,纳米素化学,mie-等离激元共振,强耦合,连续体的结合状态,purcell Enhancement