对于金属有机骨架 (MOF) 薄膜的光电应用,能够制造相对于基底表面法线高度取向的薄膜和异质结构非常重要。但是,如果没有足够详细的沉积薄膜结构表征,实现此目标的工艺优化将非常困难。结果表明,实验室系统的 2D 掠入射广角 X 射线散射 (GIWAXS) 数据对于提供此类表征大有帮助,并且可以 1) 比 1D 扫描更好地测试结构模型,2) 提供具有所需表面取向纹理(2D 粉末)的沉积薄膜部分的定量估计(可用于工艺优化),以及 3) 提供此类信息作为薄膜深度的函数(可用于异质结构表征)。本文在理解 MOF 薄膜的背景下介绍了 GIWAXS 数据收集和分析,然后展示了如何通过最小化溶液中的成核作用将通过蒸汽辅助转化制备的 UiO-66 的所需取向分数(2D 粉末分数)从 4% 提高到 95% 以上。最后,证明了一旦优化合成方案,就可以生长 UiO-66 和 UiO-67 的异质结构,其中两层都是高度有序的(UiO-66 83%,UiO-67 > 94%)。
范德华 (vdW) 磁体的发现为凝聚态物理和自旋电子技术开辟了新范式。然而,具有 vdW 铁磁体的有源自旋电子器件的操作仅限于低温,从而限制了它们更广泛的实际应用。本文展示了使用石墨烯异质结构中的 vdW 流动铁磁体 Fe 5 GeTe 2 的横向自旋阀器件在室温下的稳健操作。在具有负自旋极化的石墨烯界面处测量了 Fe 5 GeTe 2 的室温自旋电子特性。横向自旋阀和自旋进动测量通过自旋动力学测量探测 Fe 5 GeTe 2 /石墨烯界面自旋电子特性,揭示了多向自旋极化,从而提供了独特的见解。密度泛函理论计算与蒙特卡罗模拟相结合,揭示了 Fe 5 GeTe 2 中显著倾斜的 Fe 磁矩以及 Fe 5 GeTe 2 /石墨烯界面处存在负自旋极化。这些发现为范德华界面设计和基于范德华磁体的自旋电子器件在室温下的应用提供了机会。
简单的苏格兰胶带将其剥落到本构单层。[1]高温超导体(HTSC)提供多种这样的分层相关系统。Remarkably, even the atomically thin Bi 2 Sr 2 CuCa 2 O 8 + δ (BSCCO) layers, i.e., the layers containing a single or a few ele- mentary cells, have been found to possess the superconducting transition tempera- ture close to that of the bulk samples [2,3] and showed the superconductor–insu- lator transition driven by the evolution of the density of states.[4]由于这些属性,HTSC可以用作VDW异质构造的起始块。但是,隔离拥有超导性的铜酸盐单层仍然是一项艰巨的任务,尤其是如果人们希望实现薄而结晶的界面。关键是,如果在环境气氛下被氧气污染,原子上的BSCCO薄片会高度绝缘。[1,5]拉曼测量结果[5,6]报道了薄BSCCO薄片中氧气的高化学活性。更详细的研究[7]表明,水分子也可以迅速恶化BSCCO薄片的表面。此外,铜层中的氧气掺杂剂在上方移动
由亚波长大小的金属或介电纳米结构二维排列组成的光学超表面可用于操纵亚波长厚度层的光特性。1–4 光学超表面被认为是完美的 5 和选择性 5,6 吸收器和透镜。7 光学超表面的可能应用包括与 CMOS 图像传感器结合用作滤波器 8 或用作生物传感器的构建块。9,10 相比之下,很少有人尝试将超表面直接整合到光电器件中,并利用其波长选择性和偏振选择性等特性。金属超表面已与体光电探测器相结合,用于光电流增强和传感。11,12 介电超表面已被构造到体 Si 和 Ge 光电二极管的顶层,以增强宽带响应度。13
发现Van der Waals(VDW)磁铁为冷凝物理物理和自旋技术打开了新的范式。但是,使用VDW铁磁磁铁的主动自旋设备的操作仅限于低温温度,从而抑制了其更广泛的实际应用。在这里,展示了使用石墨烯的异质结构中使用VDW行程的Ferromagnet Fe 5 Gete 2的侧向自旋阀设备的稳健室温操作。Fe 5 Gete 2的室温自旋特性在用石墨烯的界面上测量,具有负自旋偏振。横向自旋阀和自旋细分测量通过通过自旋动力学测量探测Fe 5 Gete 2 /Geate 2 /石墨烯界面旋转特性,从而提供了独特的见解,从而揭示了多方向自旋偏振。密度功能理论与蒙特卡洛模拟结合使用,在Fe 5 Gete 2中显示出明显的Fe磁矩,以及在Fe 5 Gete 2 / Graphene界面上存在负自旋极化。这些发现在环境温度下基于VDW界面设计和基于VDW-MAGNET的Spintronic设备的应用开放机会。
半导体P - i -n异质结构被广泛用作辐射探测器,并在光电子中具有多种应用[1-4]。在这种半导体结构中的能量吸收高于禁止带宽度的光导致电子孔对产生。对,在耗尽的I -Area中产生或从I -Area到掺杂n-和P-层的深度的扩散长度的距离与电场分开,因此电流出现在外部电路中[4]。光电流值将用载体的漂移电流定义,该载体在I -Area中产生,以及在I -Area外产生的载体的扩散电流。在某些条件下,半导体结构的光响应可以检测到多个各种量子振荡事件。例如,由于光电声发射的光激发电子和孔的放松导致光电流振荡,具体取决于刺激光子的能量[5]。在GAAS/ALAS或INGAN/GAN P -I -N超晶格中观察到来自偏置电压的光电流振荡[6,7]。在工作[8]中,研究了P - I -N-二极管在光谱光谱上的I -i -i -n-二极管中的INAS层的影响,并显示了此类异质系统对创建敏感光探测器的效率。后来,在这样的单屏障GAAS/ALAS异质结构中(见图1)在辐照时观察到巨大的光电流振荡[9,10],光子能量高于GAA中的光子能量高于禁止带宽度,而GAA中的光子宽度高,这似乎是多种共振 - 类似于Volt-Ampere特性(VAC)的特殊性。振幅为光电流时的平均光值的20%,其光线为λ= 650 nm,而在具有单个隧道屏障的p - i -i -n -diodes中,这是不可能的,这是不可能的。观察到了那个时期
当二维范德华材料被堆叠以构建异质结构时,Moir'E模式从扭曲的界面或单个层的晶格常数中的不匹配出现。放松原子位置是Moir'e模式的直接,通用的后果,对物理特性具有许多影响。moir´e驱动的原子放松可能被天真地认为仅限于界面层,因此与多层异质结构无关。但是,我们提供了两种类型的范德华异质结构的三维性质的重要性的实验证据:首先,在多层石墨烯中以小扭曲角(θ≈0。14°),我们观察到弛豫结构域的传播甚至超过18个石墨烯层。第二,我们展示了如何在BI 2 SE 3上使用多层PDTE 2,Moir´e晶格常数取决于PDTE 2层的数量。以实验发现的启发,我们开发了一种连续方法,以基于Ab Initi拟示的广义堆叠断层能量功能对多层弛豫过程进行建模。利用该方法的连续性属性使我们能够访问大规模的制度并与我们在这两个系统的实验数据达成协议。此外,众所周知,石墨烯的电子结构敏感取决于局部晶格变形。因此,我们研究了多层松弛对扭曲石墨系统状态局部密度的影响。我们确定对系统的可测量含义,通过扫描隧道显微镜在实验上访问。我们的多层松弛方法不限于讨论的系统,可以用来发现界面缺陷对各种层次感兴趣系统的影响。
1 英国布里斯托大学 HH Wills 物理实验室器件热成像与可靠性中心 (CDTR),Tyndall Avenue,布里斯托 BS8 1TL,英国。2 中国科学院半导体研究所超晶格与微结构国家重点实验室,北京 100083,中国。3 中国科学技术大学纳米科学与技术研究所,合肥 230026,中国。4 上海高压科学与技术先进研究中心,上海 201203,中国。5 哈尔滨工业大学理学院,深圳 518055,中国。 6 北京工业大学光电子技术教育部重点实验室,北京 100124,中国 7 大阪市立大学电子信息系统系,大阪住吉杉本 3-3-138,日本 558-8585 8 大阪都立大学工程研究生院,大阪住吉杉本 3-3-138,日本 558-8585
抽象的二维(2d)/Quasi-2d有机无机卤化物钙钛矿被视为自然形成的多个量子孔,其由长的有机链分离出来的无机层,这些层被长的有机链分离出来,这些链条表现出分层结构,大激子结合能,强大的非线性光学效应,强烈的非线性光学效应,可调节的频带通过层次或化学构图,并改善了层次或化学的构图,改善了构图,并改善了稳定的构图,并改善了稳定性。长长的有机链的广泛选择endows 2d/quasi-2d perovskites具有可调电子偶联强度,手性或铁电特性。尤其是,2D/Quasi-2d Perovskites的分层性质使我们能够将它们去角质以与其他材料集成以形成异质结构,这是光电设备的基本结构单元,这将极大地扩展了2D/Quasi-2d perovskites的多样性的功能。在本文中,回顾了2D/Quasi-2d钙钛矿的最新成就。首先,引入了2D/Quasi-2d Perovskites的结构和物理性质。然后,我们讨论了基于2D/Quasi-2d钙钛矿的异质结构的构建和表征,并突出了构造的异质结构的显着光学特性。此外,2D/Quasi-2d钙钛矿的潜在应用基于光伏设备,发光设备,光电轨道/光传递器和Valleytronic设备是
太阳能转化为电能是一种很有前途的清洁能源,可为未来更可持续的技术格局提供动力。尽管传统硅基太阳能电池得到了广泛应用,但不断提高太阳能转化为电能的转换效率仍然是一项艰巨的挑战。传统晶体硅 pn 结太阳能电池受到光生电子空穴对非辐射复合的困扰 [1],这严重限制了其太阳能转化为电能的效率。[2] 硅太阳能电池还需要使用更厚的层来实现更长的光路,从而获得更好的光吸收,这从根本上限制了它们在超紧凑和低质量太阳能电池设计中的应用。[3] 寻找超越传统硅 pn 结太阳能电池的新型纳米材料和器件结构仍然是一个悬而未决的研究挑战,迫切需要解决。