原子层面的磁相互作用在磁性中起着核心作用。近年来兴起的二维范德华 (vdW) 磁性材料由于其高结晶性、可调性以及可研究不同厚度的可能性,为研究磁相互作用提供了可能性[1,2],其中晶格特性可通过多种具有空间分辨率的探针轻松获取,如扫描探针和拉曼光谱[3-5]。磁相互作用最重要的指标之一是居里温度 (TC)。出于提高 TC 的实际动机,磁相互作用与 TC 之间的关系在 vdW 磁体中得到了广泛的研究。例如,通过电门控(特别是在场效应晶体管的结构中)研究了磁相互作用与电子结构和载流子浓度的变化,这改变了 Cr 2 Ge 2 Te 6 局部磁系统的磁滞曲线,而 TC 没有任何显著变化,而对于类似结构的 Fe 3 GeTe 2 流动磁系统,TC 从 205K 升高到室温以上 [6, 7]。从历史上看,
发现2D材料的发现为设计具有指定属性的新材料开辟了前所未有的机会。在许多情况下,设计指导原理基于一种或另一种接近性效应,即电子相关性从一种材料到另一种材料的纳米级 - 渗透。在几层范德华(VDW)异质结构中,接近区域占据了整个系统。在这里,我们证明了2D超导体/铁磁体VDW异质结构的磁性和超导接近效应的物理学是由两种材料电子光谱的界面杂交的影响确定的。可以通过门控调整杂交程度,这使得能够实现高度可控性的接近效应。,我们表明,这允许在此类结构中进行超导性电气切换,以及控制超导光谱的Zeeman分裂的振幅和迹象,为Spintronics和Spin Caloritronics打开了有趣的机会。
摘要Moiré超级晶格是通过精确堆叠范德华(VDW)层设计的,对探索密切相关的1-4和拓扑现象的巨大承诺具有巨大的希望。但是,这些应用已通过常见的制备方法阻止了:苏格兰胶带去角质单层的撕裂7。它具有低效率和可重复性8,以及扭曲角度不均匀性,界面污染9,微米尺寸8的挑战,以及在升高温度下脱离twist的趋势10。在这里,我们报告了一种有效的策略,可以构建具有高产量吞吐量,接近统一的收益率,原始接口,精确控制的扭曲角度和宏观尺度(至百万计)具有增强的热稳定性的高度一致的VDWMoiré结构。我们进一步证明了各种VDW材料的多功能性,包括过渡金属二甲化物,石墨烯和HBN。Moiré结构的膨胀尺寸和高质量的大小和高分辨率映射可将相互空间回折的晶格和具有低能电子衍射(LEED)和角度分辨光发射光谱光谱光谱(ARPES)的Moiré迷你带结构进行高分辨率映射。该技术将在基本研究和互惠设备的大规模生产中都有广泛的应用。主要的莫伊尔超晶格是由两个晶格晶格平面之间的界面干扰引起的,这些晶格晶格平面与晶格常数和/或对齐角不同。具有可调的带填充和掺杂条件,Moiré超级晶格成为研究电子11,Ickitons 12,Solitons 13和拓扑带结构的集体行为的多功能平台。6,14在特定的扭曲角度(即范德华(VDW)双层界面的魔法角度),这些超级峰值大大降低了电子动能,从而使库仑相互作用占主导地位,从而促进了强电子相关性,从而导致了FERMI水平附近的平坦电子带。15,16除了双层外,最近的实验发展正在探索混合尺寸系统中的Moiré系统,具有更健壮的超导性和更丰富的兴奋性物理学16-19。例如,为扭曲的石墨烯/石墨结构展示了魔术角的Van Hove奇异性。20在石墨烯/石墨系统上的最新传输测量图说明了单个准二维杂交结构的形成,这是通过栅极可调的Moiré电位和石墨表面状态组合的21,22,其中散装晶体的性质被超级晶体势能调整为在界面处的超级乳势。
我们使用van der waals(vdw) - 纠正的密度函数理论和非平衡绿色的功能方法研究了DNA核苷酸酶[腺嘌呤(A),鸟嘌呤(g),胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C)]与单层Ti 3 C 2 MXEN的相互作用。所有计算均针对石墨烯进行了基准测试。我们表明,取决于Ti 3 C 2表面上方的核碱基的初始垂直高度,可能是两个相互作用机制,即物理吸附和化学吸附。对于石墨烯,与石墨烯片上方核碱基的初始垂直高度无关,DNA核碱始终将物理呈现在石墨烯表面上。石墨烯的PBE + VDW结合能高(0.55-0.74 eV),并遵循G> a> t> C的顺序,吸附高度在3.16–3.22Å的范围内,表明强大的物理学。对于Ti 3 C 2,PBE + VDW结合能相对较弱(0.16-0.20 eV),并遵循A> g = T> C的阶,吸附高度在5.51–5.60Å的范围内,表明弱物理吸收。化学物质的结合能遵循g> a> t> c的顺序,这是相同的物理学顺序。结合能值(5.3-7.5 eV)表示非常强的化学吸附(约为物理吸附结合能的40倍)。此外,我们的频带结构和电子传输分析表明,对于物理吸附,频带结构没有显着变化,也没有调制状态的传输函数和设备密度。相对较弱的物理吸附和强烈的化学吸附表明,Ti 3 C 2可能无法使用物理吸附方法鉴定DNA核碱基。
摘要:Van der Waals(VDW)磁铁很有希望,因为它们具有掺杂或合金组成的可调磁性能,其中磁相互作用的强度,它们的对称性和磁各向异性可以根据所需的应用来调节。到目前为止,大多数基于VDW磁铁的自旋设备都限于低温温度,其磁各向异性有利于平面外或倾斜的磁化方向。在这里,我们报告了室温外侧自旋阀设备,其平面内磁化和VDW Ferromagnet的自旋极化(CO 0.15 Fe 0.85)5 GETE 2(CFGT)在异性捕获岩中使用墨烯。密度功能理论(DFT)计算表明,各向异性的幅度取决于CO浓度,是由CO在最外面的FE层中取代引起的。磁化测量结果揭示了上述CFGT中的室温铁电磁作用,并在室温下清除了延迟。由CFGT纳米层和石墨烯组成的异质结构用于实验实现旋转阀装置的基本构件,例如有效的自旋注入和检测。对自旋转运和汉尔自旋进液测量的进一步分析表明,在与石墨烯界面处的界面上具有负自旋极化,并由计算出的CFGT状态的自旋偏振密度支持。在室温下,CFGT的平面磁化证明了其在石墨烯侧旋转式设备中的有用性,从而揭示了其在自旋技术中的潜在应用。关键字:范德华磁铁,自旋阀,石墨烯,范德华异质结构,2D磁铁,平面磁化,自旋极化M
1 E. L. Ginzton Laboratory, Stanford University, Stanford, CA 94305, USA 2 SLAC National Accelerator Laboratory, Menlo Park, CA 94025 3 Research Center for Electronic and Optical Materials, National Institute for Materials Science, 1-1 Namiki, Tsukuba 305-0044, Japan 4 Research Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science, 1-1 Namiki,日本Tsukuba 305-0044†这些作者同样为这项工作做出了贡献。*电子邮件:leoyu@stanford.edu **电子邮件:tony.heinz@stanford.edu van-der-waals(vdw)材料已经通过层组装开辟了许多通过层组装发现的途径,因为表现出电气可调节的亮度亮度,浓度和exciten contensect,cortensect,contensation and Exciten cortensation and ExciteN,contensation and ExciteNtion and ExciteNtion and ExciteN,并表现出。将层间激子扩展到更多的VDW层,因此提出了有关激子内部连贯性以及在多个接口处Moiré超级峰值之间的耦合的基本问题。在这里,通过组装成角度对准的WSE 2 /WS 2 /WSE 2杂体我们证明了四极激体的出现。我们通过从两个外层之间的相干孔隧道(在外部电场下的可调静态偶极矩)之间的相干孔隧穿来证实了激子的四极性性质,并降低了激子 - 外激体相互作用。在较高的激子密度下,我们还看到了相反对齐的偶极激子的相位标志,这与被诱人的偶性相互作用驱动的交错偶极相一致。我们的演示为发现三个VDW层及以后的新兴激子订购铺平了道路。
垂直堆叠的范德华(VDW)异质结构具有独特的电子,光学和热特性,可以通过扭曲角工程来操纵。然而,双层界面处的弱语音耦合施加了基本的热瓶颈,以实现未来的二维设备。使用超快电子衍射,我们直接研究了照片诱导的MOS 2 /WS 2中的非平衡声子动力学,在4°扭曲角度和WSE 2 /Mose 2的旋转角度为7°,16°,16°和25°和25°。,我们确定了一个层间传热通道,其特征时间尺度为约20个皮秒,假设初始内部内部热化的分子动力学模拟比分子动力学模拟快约一个数量级。涉及声子散射的原子计算表明,此过程起源于初始层间电荷转移和散射之后的非热声子种群。我们的发现通过调整非平衡声子种群来提出VDW异质结构中热管理的途径。
摘要:由于热力学的局限性,电子的玻尔兹曼分布阻碍了晶体管晶体管的进一步减少功耗。然而,随着铁电材料的出现,预计将解决此问题。在此,我们基于CIPS/MOS 2 van der waals杂结型演示了或逻辑铁电位晶体管。利用铁电材料的电场放大,CIPS/MOS 2 VDW铁电晶体管在三个数量级上的平均亚阈值摇摆(SS)为52 mV/dec的平均下阈值(SS),最小SS SS SS SS SS SS SS SS SS SS SS SS/DEC的最低限度为BoltzMann限制,从而在室内温度下限制。双门控铁电位晶体管表现出出色或逻辑的操作,供应电压小于1V。结果表明,由于其在距离内造成的,陡峭的suppherope subthers thrope subphersholt swing and Powdertage and plow show thres thrope subshort swing and show thershold swing and show supshort swing and show powertapt and pow showtage and powertage and the cips/mos 2 vdw铁电晶体管具有很大的潜力。
紫罗兰色磷(VP)因其独特的物理化学特性和光电应用中的潜力而引起了很多关注。尽管VP具有类似于其他2D半导体的范德华(VDW)结构,但在底物上直接合成VP仍然具有挑战性。此外,尚未证明由无转移VP akes组成的光电设备。在此,一种二辅助蒸气相传输技术旨在直接在SIO 2 /Si底物上生长均匀的单晶VP Akes。晶体VP平均的大小比以前的液体脱落样品大的数量级。用VP Akes制造的光电探测器显示出12.5 A W - 1的高响应性,响应/恢复时间为3.82/3.03 ms,暴露于532 nm光线后。此外,光电探测器显示出对高敏化光检测有益的小黑电流(<1 pa)。结果,探测率为1.38×10 13琼斯,与VDW P – N异质结探测器的检测率相当。结果揭示了VP在光电设备中的巨大潜力以及单晶半导体薄膜生长的CVT技术。
摘要 — 我们在此介绍我们在原子模型求解器 ATOMOS 中实现的先进 DFT-NEGF 技术,以探索新型材料和器件(特别是范德华异质结晶体管)中的传输。我们描述了使用平面波 DFT、随后进行 Wannierization 步骤和原子轨道 DFT 的线性组合的方法,分别导致正交和非正交 NEGF 模型。然后,我们详细描述了我们的非正交 NEGF 实现,包括非正交框架内的 Sancho-Rubio 和电子-声子散射。我们还介绍了从第一原理中提取电子-声子耦合并将其纳入传输模拟的方法。最后,我们将我们的方法应用于新型 2D 材料和器件的探索。这包括2D材料选择和动态掺杂FET,以实现最终的小型化MOSFET,vdW TFET的探索,特别是可以实现高导通电流水平的HfS 2 /WSe 2 TFET,以及通过金属半导体WTe 2 /WS 2 VDW结型晶体管的肖特基势垒高度和传输的研究。