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硕士论文：MXene/2D TMO 异质结构用于高倍率电化学
2D 纳米材料被定义为厚度为一个或几个原子的材料（图 1），其横向尺寸在纳米到微米尺度 1 。由于其出色的性能和多种新化学性质，它们为储能领域开辟了新前景 1 。在储能方面特别受关注的材料家族包括石墨烯 2、3、过渡金属氧化物 (TMO) 1、2D 过渡金属二硫属化物 (TMD) 4、5 和 MXenes（2011 年发现的一类 2D 过渡金属碳化物和氮化物）6。2D 纳米材料在超级电容器和高倍率电池中显示出巨大的应用潜力。2D 纳米材料具有固有的高表面积，可以进行化学功能化，具有离子嵌入能力，并且与最先进的传统电池材料不同，可以以惊人的倍率运行。此外，二维纳米材料机械强度高 6 ，堆积密度高 7, 8 ，是可穿戴电子产品中柔性、微型、超薄储能装置的理想选择。这是本项目追求的终极应用。
Janus 铬二硫族化合物中的无场自旋轨道扭矩切换
摘要：我们预测磁性铬基过渡金属二硫属化物 (TMD) 单层在其 Janus 形式 CrXTe（其中 X = S、Se）中具有非常大的自旋轨道扭矩 (SOT) 能力。Janus 结构固有的结构反演对称性破坏导致巨型 Rashba 分裂产生较大的 SOT 响应，相当于在非 Janus CrTe 2 中施加 ∼ 100 V nm −1 的横向电场所获得的响应，这完全超出了实验范围。通过对精心推导的 Wannier 紧束缚模型进行传输模拟，发现 Janus 系统表现出与最有效的二维材料相当的 SOT 性能，同时由于其平面内对称性降低，还允许无场垂直磁化切换。总之，我们的研究结果表明，磁性 Janus TMD 是超紧凑自感应 SOT 方案中终极 SOT-MRAM 设备的合适候选者。关键词：自旋轨道扭矩、过渡金属二硫属化物、二维材料、范德华铁磁体
引用原始发表的论文（记录的版本）：Hagel，J.，Brem，S.，Pineiro，J。等（2024）。原子重建对光学的影响
过渡金属二甲化物（TMDS）的扭曲双层揭示了丰富的激子景观，包括混合激子和空间捕获的Moiré激子，占主导地位的材料光学响应。最近的研究表明，在低扭转角度方面，晶格经历了显着的松弛，以最大程度地减少局部堆叠能量。在这里，出现了低能堆叠配置的大域，通过应变使晶格变形，从而影响电子带结构。然而，到目前为止，原子重建对激子能量景观和光学特性的直接影响尚未得到充分了解。在这里，我们采用了微观和材料特异性方法，并预测了重建的晶格中Moiré激子的潜在深度发生了显着变化，并且自然堆叠的TMD TMD同质同层中发生了最大的变化。与刚性晶格相比，我们显示了多个频段的外观，并且捕获位点位置的显着变化。最重要的是，我们预测WSE 2同类体的光学吸收中出现了多发结构 - 与主导刚性晶格的单个峰相比。此发现可以被利用为在天然堆积的扭曲同性恋者中Moiré激子光谱中原子重建的明确特征。
来自二维材料的可调谐单光子发射器...
量子通信背景：二维材料中的单光子发射器 (SPE) 已成为量子技术和量子通信的有前途的平台。这些发射器能够产生单个光子，这对于安全通信、量子计算和其他需要操纵量子态的应用至关重要。过渡金属二硫属化物 (TMD) 等二维材料由于其原子级薄性质、强激子效应以及与其他量子器件集成的潜力，为实现 SPE 提供了独特的环境。在这些材料中，缺陷、应变和局部激子可以捕获电子和空穴，从而导致单光子的发射。此外，二维材料提供可调的电子和光学特性，可以更好地控制发射特性，例如波长和偏振。此外，基于二维材料的 SPE 的可扩展性和与现有光子和光电器件的集成使其成为未来量子技术的有力候选者。
暂定计划（截至 2022 年 6 月 4 日）会议...
10:50–11:30：休息/电子海报会议 11:30 – 11:40：Andrea Tomadin（意大利比萨大学）O 光激发石墨烯的有效塞贝克系数理论 11:40 – 11:50：Adam Rycerz（波兰雅盖隆大学）O 掺杂石墨烯中的亚 Sharvin 电导和增强散粒噪声 11:50 – 12:00：Argyrios Varonides（美国斯克兰顿大学）O 通过正向偏置石墨烯/n-GaAs 肖特基结中的隧穿实现电子发射理论 12:00 – 12:30：Marcos A. Pimenta（巴西 UFMG 大学）K 旋转双层石墨烯中层内和层间电子-声子过程的共振拉曼增强 12:30 – 12:40：Artur Dobrowolski （Lukasiewicz 研究网络-微电子与光子学研究所，波兰） O 根据 SiC 衬底的拉曼响应确定石墨烯层数 12:40 – 12:50：Karolina Pietak（Lukasiewicz 研究网络-微电子与光子学研究所，波兰） O 通过介电层沉积增强石墨烯相关和衬底相关的拉曼模式 12:50 – 13:00：Jakub Jagiello（Lukasiewicz 研究网络-微电子与光子学研究所） : 13:00 – 13:10: Konrad Wilczynski (华沙理工大学，波兰) O 支撑单层和多层 WS2 纳米片中的声子非谐性 - 第一性原理和拉曼研究 13:10 – 13:20: Christoph Geers (NanoLockin GmbH，瑞士) O 用于分析石墨烯的主动热成像技术 13:20 – 14:20 : 午餐休息 14:20 – 14:50: Joshua A. Robinson (宾夕法尼亚州立大学，美国) K 探索原子极限的金属 14:50 – 15:00: Assael Cohen (特拉维夫大学，以色列) O 一种用于晶圆级高光学质量 TMD 的创新方法 原子通过 MOCVD 技术进行层生长 15:00 – 15:30: Joan M. Redwing (美国宾夕法尼亚州立大学) K 蓝宝石上的 TMD 阶梯定向外延
材料进步-RSC出版
聚合物13,15 - 17和二维材料（2D），例如MOS 2。18 - 21最近，人们对包括MXENES在内的2D材料的研究引起了很多兴趣，因为它们具有高表面积与体积比，依赖层可调的机械，电气，光学和物理化学性质，其量子构成以及低维度效果。22 - 24在这些2D材料中，由于其出色的机械性能，高载流子迁移率以及出色的电气和光学性能，因此广泛探索了基于石墨烯和过渡金属二甲化合物（TMDS）的气体传感器。尽管具有出色的传感器响应和响应时间，但基于石墨烯的2号传感器与长期恢复时间相关，而基于TMD的传感器由于其高吸附而导致的不完整恢复。25这种限制促使研究人员探索包括MXENES在内的其他2D材料。气体分子与传感材料的相互作用是任何气体感应过程的不可限制的特征。最近，由于MXENE的几个优势，基于MXENE的气体传感器受到了很多关注。此外，他们已经在电化学储能设备，良好的电器设备等中显示了应用程序的应用。
具有3D纳米形状的原子薄，光学上的各向同性膜
摘要：平面光学元件旨在将光学系统的片上微型化，用于高速和低功率操作，并集成薄和轻量级的组件。在这里，我们介绍了通过使用各向异性二维（2D）纤维的三维（3D）地形重建实现的，但在光学上的各向同性纤维，以平衡平面外和平面内的光学响应。我们通过纳米组结构底物对单层过渡金属二甲化合物（TMD）纤维的共形生长来实现这一目标。与LM轴相比相比，所得的纤维显示了增强角度性能的平面外敏感性增加，以增强角性能，在效率吸收中显示偏振各向同性，以及改善的光致发光发射发射纤维。我们进一步表明，这种光学性质的3D几何编程适用于不同的TMD材料，在整个可见范围内对光谱概括进行了介绍。我们的方法提出了一个强大的平台，可通过定制设计的光 - 物质相互作用来推进原子上稀薄的光学器件的开发。关键字：原子上薄的材料，TMD，保形生长，3D地形，光同时发生
2D过渡金属二硫化物中的高阶谐波生成
在本文中，我们探讨了MOS 2和WS 2 2D单层的能力，可通过产生高阶谐波在Terahertz范围内产生辐射。这种现象是通过基于Monte Carlo方法的粒子集合随机模拟方法研究了电子载体种群对应用电场的非线性响应的结果。对电场振幅，外部温度和激发频率进行了研究，研究了产生的谐波信号的功率。此外，模拟工具的随机性使得可以从扩散状态的固有载流子速度波动带来的背景光谱噪声中辨别出纯粹的离散谐波信号，从而允许设置带宽阈值以进行谐波提取。发现，与低温下的IIII-V半导体相比，两个TMD都显示出相似的阈值带宽，而WS 2将是迄今为止MOS 2的更好选择，用于利用7次和第9次谐波。
中间层激子的扩散和范德华异质结构中的传输
Abstract The assembly of monolayer transition metal dichalcogenides (TMDs) in van der Waals heterostructures yields the formation of spatially separated interlayer excitons (IXs) with large binding energies, long lifetimes, permanent dipole moments and valley-contrasting physics, providing a compelling platform for investigating and engineering spatiotemporal IX propagation with highly tunable动力学。进一步扭曲堆叠的TMD单层可以创建具有空间修改的带结构和不同的Moiré电位的长期周期性Moiré模式，具有定制的陷阱，这些陷阱可以引起与密度依赖性相变的强相关性，以调节激子运输。TMD异质结构中丰富的激子景观，加上Valleytronics和Twistronics的进步，对探索激子综合电路的巨大希望基于操纵激烈的扩散和运输。在这篇综述中，我们全面概述了了解IXS和Moiré激子的最新进展，特别关注了TMD异质结构中新兴的激子扩散和运输。我们强调通过各种方法对激子通量进行空间操纵，包括激子密度，介电环境，电场和结构工程，以进行精确控制。这种操纵激子扩散的能力为相互交流和信号处理提供了新的可能性，为在高性能光电上的激发应用铺平了道路，例如激发设备，valleytronic晶体管和光电探测器。我们终于通过概述了利用IX电流的观点和挑战来结束这项审查，用于下一代光电应用。
通过深度学习对扭曲的原子薄双层材料的识别和结构表征
摘要：二维材料有望在下一代电子和光电设备中发挥重要作用。最近，由于其独特的物理特性和潜在的应用，扭曲的双层石墨烯和过渡金属二核苷引起了极大的关注。在这项研究中，我们描述了光学显微镜的使用来收集二硫化钼（MOS 2）的化学蒸气沉积（CVD）的色彩空间，并应用了语义分割卷积神经网络（CNN）的应用，以准确且快速地识别MOS 2 Flakes的厚度。第二个CNN模型经过训练，以在CVD生长的双层薄片的扭曲角度提供精确的预测。该模型利用了一个数据集，该数据集包含10,000多个合成图像，其中包括从六角形到三角形形状的几何形状。通过第二次谐波产生和拉曼光谱执行了对扭曲角度深度学习预测的后续验证。我们的结果引入了一种可扩展的方法，用于自动检查扭曲的原子薄的CVD生长双层。关键字：扭曲角度，过渡金属二核苷（TMD），深度学习，OpenCV，拉曼