固态纳米孔传感的一个长期未实现的目标是在转位过程中实现 DNA 的平面外电传感和控制,这是实现碱基逐个棘轮的先决条件,从而实现生物纳米孔中的 DNA 测序。二维 (2D) 异质结构能够以原子层精度构建平面外电子器件,是用作电传感膜的理想但尚未探索的候选材料。在这里,我们展示了一种纳米孔架构,使用由 n 型 MoS 2 上的 p 型 WSe 2 组成的垂直 2D 异质结二极管。该二极管表现出由离子势调制的整流层间隧穿电流,而异质结势则相互整流通过纳米孔的离子传输。我们同时使用离子和二极管电流实现了 DNA 转位的检测,并展示了 2.3 倍的静电减慢的转位速度。封装层可实现稳健的操作,同时保留用于传感的原子级锐利 2D 异质界面的空间分辨率。这些结果为单个生物分子的非平面电传感和控制建立了范例。
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。
教职员工和研究生均至少与我们的六个专业领域之一相关(在以下部分中表示为课程或领域):临床科学、认知和认知神经科学、情境认知、发展科学、神经科学和定量方法。心理学系和心理学与人类发展系的教职员工可以为多个课程做出贡献。研究生被录取到特定的学院、系和课程。通常,他们会从其所在系和学院获得经济支持。无论隶属于哪个系,都适用一套共同的核心要求。学生必须满足心理科学研究生课程的整体要求和他们所属的特定领域的要求。
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
视觉信息的处理主要发生在视网膜中,视网膜预处理功能极大地提高了视觉信息的传输质量和效率。人工视网膜系统为有效的图像处理提供了有希望的途径。在这里,提出了石墨烯/ INSE/ H -BN的异质结构,该结构通过改变单个波长激光器的强度,表现出负和正照相(NPC和PPC)效应。此外,基于激光的功率依赖性光导不传导效应:I pH = -mp𝜶1 + 1 + NP 𝜶2,提出了一个修改的理论模型,该模型可以揭示负/阳性光导能效应的内部物理机制。当前的2D结构设计允许晶体管(FET)表现出出色的光电性能(R NPC = 1.1×10 4 AW - 1,R PPC = 13 AW - 1)和性能稳定性。,基于阴性和阳性光电传感效应成功模拟了视网膜预处理过程。此外,脉冲信号输入将设备的响应性提高了167%,并且可以提高视觉信号的传输质量和效率。这项工作为构建人工视觉的建设提供了一个新的设计思想和方向,并为下一代光电设备的整合奠定了基础。
有效的磁化控制是磁学和自旋电子学的核心问题1-8。特别是,对于具有非常规功能的自旋电子器件,对范德华 (vdW) 磁体中磁态的多功能操控的需求日益增加9-13。已经实现了通过自旋扭矩对 vdW 磁体进行磁化切换的电控制,但在没有外部磁场的情况下铁磁状态到反铁磁状态之间的电流诱导相变尚未得到证明12,14,15。在这里,我们报道了电流诱导的 vdW 铁磁体 Fe 5 GeTe 2 中的磁相变,从而产生了巨磁电阻。基于磁输运测量和相关理论分析,我们证明该转变是通过平面电流诱导的跨 vdW 间隙电压差在各层中依次发生的。 34 Fe 5 GeTe 2 中磁相的电流可调性为磁性能的电控制开辟了一条道路,扩展了我们将 vdW 磁体用于各种自旋电子器件应用的能力。36
图S4。 扫描跨INSE通道的NERNST效果的光电流图:(a)设备示意图显示了跨INSE通道的GR/5L-INSE异质结构和电气检测的照明。 在此示意图之后,任何测得的电流都被迫流过半导体。 (b)与扫描光电流图同时测量的感兴趣区域的激光反射图。 这种测量使我们能够将激光的位置与观察到的信号相关联。 被选中的位置分别标记为石墨烯和INSE/石墨烯异质结构的位置1和2分别为位置(c)Nernst效应信号记录了不同的磁场和50µW的激光照明和50µW的激光照明和V_G = 0 V的位置1和2,位于1和2的位置,在1和2中亮着,在1和2的位置上,在Chemaine ElectereDere和Hersossctuction上闪闪发光。 裸露的石墨烯信号以蓝色显示,通过一个数量级放大,以更好地突出两条曲线之间的斜率差异。 进行测量是没有任何应用偏差的,因为它会掩盖Nern的效果,从而诱导图片中的其他光电流机制。 (d)扫描光电流图显示了在完整设备上的完整设备的测得的光电流,以-1T的施加了平面外电场。 (e)和(f)分别为0T和1T显示的类似扫描光电流图。图S4。扫描跨INSE通道的NERNST效果的光电流图:(a)设备示意图显示了跨INSE通道的GR/5L-INSE异质结构和电气检测的照明。在此示意图之后,任何测得的电流都被迫流过半导体。(b)与扫描光电流图同时测量的感兴趣区域的激光反射图。这种测量使我们能够将激光的位置与观察到的信号相关联。被选中的位置分别标记为石墨烯和INSE/石墨烯异质结构的位置1和2分别为位置(c)Nernst效应信号记录了不同的磁场和50µW的激光照明和50µW的激光照明和V_G = 0 V的位置1和2,位于1和2的位置,在1和2中亮着,在1和2的位置上,在Chemaine ElectereDere和Hersossctuction上闪闪发光。裸露的石墨烯信号以蓝色显示,通过一个数量级放大,以更好地突出两条曲线之间的斜率差异。进行测量是没有任何应用偏差的,因为它会掩盖Nern的效果,从而诱导图片中的其他光电流机制。(d)扫描光电流图显示了在完整设备上的完整设备的测得的光电流,以-1T的施加了平面外电场。(e)和(f)分别为0T和1T显示的类似扫描光电流图。