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χ（3）混合非线性光子学
摘要：光学非线性过程在广泛的应用中是必不可少的，包括超快激光器，显微镜和量子信息技术。在不同的非线性过程中，二阶效应通常不堪重负，除了中心对称系统，二阶易感性在其中消失了，从而允许使用第三阶非线性。在这里，我们演示了一个混合光子平台，可以灵活地调整二阶和三阶敏感性之间的平衡。通过用原子上稀薄的钨化装饰超高的二氧化硅微腔，我们观察到腔体增强的第二谐波产生和汇总频率产生，并以连续波激发的功率水平仅为几百微米。我们表明，可以通过仔细选择二维材料的大小和位置来实现单个设备中二阶和三阶非线性的共存。我们的方法可以推广到其他类型的腔体，从而释放具有对新应用的非线性敏感性的混合系统的潜力。关键字：二维材料，超高Q微腔，第二谐波一代，非线性光学元件，过渡金属二核苷
具有高稳定性、CMOS 兼容掺杂剂的低接触电阻 WSe2 p 型晶体管
摘要：高接触电阻一直是开发高性能过渡金属二硫属化物 (TMD) 基 p 型晶体管的瓶颈。我们报道了简并掺杂的少层 WSe 2 晶体管，其接触电阻低至 0.23 ± 0.07 k Ω·μ m/接触，其使用氯化铂 (IV) (PtCl 4 ) 作为 p 型掺杂剂，该掺杂剂由与互补金属氧化物半导体 (CMOS) 制造工艺兼容的离子组成。栅极长度为 200 nm 的顶栅器件表现出良好的开关行为，这意味着掺杂剂扩散到栅极堆栈中并不显著。这些器件在空气中放置 86 天后未进行任何封装，同时在 78 K 温度下保持简并掺杂状态，且压力低于 10 − 5 Torr，突显了掺杂剂的稳定性。所提出的方法阐明了对具有减薄肖特基势垒宽度的晶体管进行图案掺杂以获得低接触电阻器件的高稳定性方法的可用性。关键词：二硒化钨、电荷转移掺杂、场效应晶体管、二维材料、高稳定性
MoS2/WSe2 中局部电导的可视化......
摘要：范德华 (vdW) 材料的垂直堆叠为二维 (2D) 系统的研究带来了新的自由度。层间耦合强烈影响异质结构的能带结构，从而产生可用于电子和光电子应用的新特性。基于微波显微镜研究，我们报告了门控二硫化钼 (MoS 2 )/二硒化钨 (WSe 2 ) 异质结构器件的定量电成像，这些器件在传输特性中表现出有趣的反双极效应。有趣的是，在源漏电流较大的区域，n 型 MoS 2 中的电子和 p 型 WSe 2 段中的空穴几乎平衡，而异质结构区域的移动电荷则耗尽。局部电导的空间演变可以归因于沿 MoS 2 − 异质结构 − WSe 2 线的横向能带弯曲和耗尽区的形成。我们的工作生动地展示了新传输行为的微观起源，这对于充满活力的范德华异质结研究领域非常重要。关键词：范德华异质结构、微波阻抗显微镜 (MIM)、反双极效应、能带排列、耗尽区
波导耦合应变共振荧光
摘要：单光子发射器的有效片上集成是光子集成电路在量子技术中应用的重大瓶颈。如果不是因为当前设备缺乏可扩展性，共振激发固态发射器正在成为近乎最佳的量子光源。目前的集成方法依赖于光子集成电路中成本低廉的单个发射器放置，这使得应用无法实现。一个有前途的可扩展平台基于二维 (2D) 半导体。然而，波导耦合 2D 发射器的共振激发和单光子发射已被证明是难以实现的。在这里，我们展示了一种可扩展的方法，使用氮化硅光子波导同时应变定位来自二硒化钨 (WSe 2 ) 单层的单光子发射器并将它们耦合到波导模式中。我们通过测量 g (2) (0) = 0.150 ± 0.093 的二阶自相关来演示光子电路中单光子的引导，并进行片上共振激发，得到 ag (2) (0) = 0.377 ± 0.081。我们的研究结果是实现可扩展光子量子电路中量子态的相干控制和高质量单光子复用的重要一步。关键词：二维材料、单光子发射器、光子集成电路、量子光子学、共振荧光、应变工程
一种用于中子检测的高级材料-NSF -PAR
本文介绍了合成，晶体生长，检测器制造，辐射硬化研究，MCNP建模以及二依依氏锂或Inse 2的表征。这个新开发的室温热中子检测器具有半导体和闪烁的特性，适用于中子检测应用。liinse 2是从元素li开始合成的，由于Li的高反应性，分为两个步骤。使用垂直Bridgman方法生长了一个含Iinse 2的单晶。使用光吸收测量值发现室温带隙为2.8 eV。散装电阻率。光电导率测量2晶片的光电识别在445 nm左右的光电流中。核辐射探测器是用单晶晶片制成的，并测量了各种偏见的α颗粒的响应。估计了千篇一律的产物。γ辐照研究的吸收剂量范围为0.2126至21,262 Gy。在每次辐照后都进行了两个晶圆的表征。γ辐射产生的光产率降低，这转化为alpha检测光谱质心的较低通道数。它也显示出第一次辐照后的衰减时间大大减少。这些是对这种材料进行伽马辐射硬化的第一批研究。
二维材料在电子和光子学中的集成
二维材料的合成需要较高的工艺温度才能获得较高的材料质量，这阻碍了在器件晶圆上直接合成。因此，制造需要将二维材料从专用的生长衬底转移到器件晶圆上。本论文介绍了一种通过晶圆键合转移二维材料的通用方法。该方法的目标是在半导体代工厂的生产线后端集成到电子电路上。该方法的变体是悬挂二维材料的自由悬挂膜，并将层堆叠成二维材料异质结构。二维材料的图案化是器件制造的基本步骤。然而，标准的光刻方法会导致保护性抗蚀剂残留，从而降低器件性能。本论文介绍了一种非接触、无抗蚀剂的方法，通过激光直写和现成的系统以纳米级精度对二维材料进行图案化。金属电极和二维材料之间的电接触电阻显著影响器件的性能。本论文研究了湿度对石墨烯接触电阻和薄层电阻的影响。这一见解对于在无封装或密封包装的环境中操作至关重要。多层铂硒化物 (PtSe 2 ) 是一种半金属二维材料，可在 450 ◦ C 以下合成。本论文展示了通过在器件基板上直接生长将 PtSe 2 光电探测器与硅波导集成。光电探测器在红外波长下工作，这对于集成光子电路很有前景。
通过Alo X盖限制了双层Mose 2场效应晶体的电流密度和接触电阻
摘要：对未来电子应用的原子较薄的半导体对单层（1L）硫属（例如MOS 2）（例如化学蒸气沉积（CVD）生长）非常关注。然而，关于CVD生长的硒的电性能，尤其是Mose 2的报告很少。在这里，我们比较了CVD生长的1L和BiLayer（2L）Mose 2的电性能，并由子材料计的ALO X封顶。与1L通道相比，2L通道表现出约20倍较低的接触电阻（R C）和〜30倍的电流密度。r c通过ALO X封盖进一步降低> 5×，这可以提高晶体管电流密度。总体而言，2L ALO X盖的Mose 2晶体管（约500 nm的通道长度）可提高电流密度（在V DS = 4 V时约为65μM /μm），良好的I ON / I ON / I ON / I ON / I OFF> 10 6，R C为约60kΩ·μm。 1L设备的性能较弱是由于它们对处理和环境的敏感性。我们的结果表明，在不需要直接带隙的应用中，2L（或几层）比1L更可取，这是对未来二维电子产品的关键发现。关键字：丙象钼，单层，双层，接触电阻，晶状体效应晶体管，氧化物封盖，掺杂，2D半导体
具有可控重复速率的高峰值脉冲的产生Q-S-Switched激光器具有AOM/ SNSE 2 div>
在各种应用中都使用了稳定的具有较大脉冲能量和峰值功率的稳定的固态脉冲激光源，从基础研究到工业材料加工，医学和电信[1-3]。使用饱和吸收器（SA）生成脉冲激光器已成为当今最受欢迎的方法。近年来，由于成功地应用石墨烯而刺激了许多具有分层结构的二维（2D）材料，因为它们具有超快速恢复时间，可宽带饱和吸收和简单制造过程的优势，因此已重新发现了有前途且有趣的SA材料[4-7]。div> div> div> div> div> div> div> div> div> div> div> div> div> div> div> div> div> tinse友好型材料，由于其独特的特性，低毒性，低毒性和低成本和低成本和低成本[8,9]，对通信，微电子，激光和非线性光学领域引起了广泛关注。由于具有可调的带隙特性，SNSE 2具有明显的宽带饱和吸收特性。几层和大散装SNSE2的间接带隙范围从1.07（〜1159 nm）到1.69 eV（〜734 nm），分别对应于1.84至2.04 eV的直接频段范围[10]。几层SNSE 2的间接带隙表示在1μm下可饱和吸收剂的能力。 Cheng等人在2017年首次报道了多层SNSE 2在1μm处的非线性光学特性，这是一种基于SNSE 2 -SA的被动Q开关波导固态激光器，其最小脉冲宽度为129 ns，脉冲宽度为129 ns，脉冲能量为6.5 NJ [10]。在2018年，Zhang等人。在2018年，Zhang等人。报告了基于SNSE 2 -SA [11]的高功率被动Q开关的YB掺杂纤维激光器。到目前为止，SNSE 2的非线性光学响应已通过不同波段的Q开关或模式的激光器进行了广泛研究[12-15]。但是，对固态激光器中SNSE 2的脉冲调制特征的研究还不够。
二维量子材料和超导电子学博士研究员。
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：
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。