与其六角形对应物不同的菱形堆叠的过渡金属二色元(3R-TMD)表现出较高的载流子迁移率,滑动铁电性,并相干增强了非线性光学响应。然而,很难大型多层单晶单晶的表面外延生长。我们报告了一种界面外观方法,用于它们的几种成分,包括二硫化钼(MOS 2),二苯胺钼,二硫化牛二硫化物,二硫化钨,二硫代二硫化钨,二硫化二硫化物,二硫化硫化物,二氮氮化物,二氧化氢和丙二氧化氢脱硫酸盐。将金属和果酱饲喂持续到单晶Ni底物和生长层之间的界面可确保一致的3R堆叠序列,并从几层到15,000层受控厚度。全面的特征证实了这些薄膜的大规模均匀性,高结晶度和相位纯度。生长的3R-MOS 2分别显示出双层和三层的室温迁移率最高为155和190平方厘米。具有厚3R-MOS 2的光学差异频率产生在准相匹配条件下显示出明显增强的非线性响应(比单层大5个数量级)。t
在 IV 族单硫族化物中,层状 GeSe 因其各向异性、1.3 eV 直接带隙、铁电性、高迁移率和出色的环境稳定性而备受关注。电子、光电子和光伏应用依赖于合成方法的开发,这些方法可以产生大量具有可控尺寸和厚度的晶体薄片。在这里,我们展示了在低热预算下,在不同基底上通过金催化剂通过气相-液相-固相工艺生长单晶 GeSe 纳米带。纳米带结晶为层状结构,带轴沿着范德华层的扶手椅方向。纳米带的形态由催化剂驱动的快速纵向生长决定,同时通过边缘特定结合到基面而进行横向扩展。这种组合生长机制能够实现温度控制的纳米带,其典型宽度高达 30 μm,长度超过 100 μm,同时保持厚度低于 50 nm。单个 GeSe 纳米带的纳米级阴极发光光谱表明,在室温下具有强烈的温度依赖性带边发射,其基本带隙和温度系数分别为 E g (0) = 1.29 eV 和 α = 3.0×10 -4 eV/K,证明了高质量 GeSe 和低浓度的非辐射复合中心,有望用于包括光发射器、光电探测器和太阳能电池在内的光电应用。
通过其对低对称晶体相的依赖性,铁电性本质上是与给定材料相关的相位图较低温度范围的特性。本文提供了结论性的证据,即在铁电Al 1-X SC X N的情况下,低温必须被视为纯粹的术语,因为确认其铁电到 - 偏移过渡温度可以超过1100°C,因此几乎任何其他任何其他薄膜。我们通过研究0.4-2μm厚的Al 0.73 SC 0.73 SC 0.27 N膜在MO底部电极上通过原位高温X射线衍射和渗透者测量在MO底部电极上生长的结构稳定性得出了这一结论。我们的研究表明,在整个1100°C退火循环中,Al 0.73 SC 0.27 N的Wurtzite型结构是通过恒定的C / A晶格参数比率可见的。原位介电常数测量最多执行的1000°C强烈支持此结论,并包括仅在测量间隔非常上端的发散介电常数的开始。我们的原位测量值通过原位(扫描)透射电子显微镜以及极化和容量滞后测量得到很好的支持。这些结果证实了在完整的1100°C退火处理过程中铭刻极化的稳定性旁边的尺度上的结构稳定性。因此,Al 1-X SC X n是第一个容易获得的薄膜铁电薄膜,其温度稳定性几乎超过了微技术中发生的所有热预算,无论是在制造过程中还是设备的寿命,即使在最恶劣的环境中也是如此。
非常规的铁电性型植物结构氧化物由于其出色的可伸缩性和硅兼容性而在纳米电子学上带来了巨大的机会。然而,由于可视化纳米晶体中的氧离子的挑战,它们的极化顺序和开关过程仍然难以捉摸。在这项工作中,极化开关和相关的极性 - 尖端相变中的氧转移在独立式ZRO 2薄膜中直接捕获在多个可稳态的相之间,而低剂量综合差异差异差相对比扫描传输电子(IDPC-STEM)。在抗fiferroeleelectric和铁电顺序与界面极化弛豫之间的双向转变在单位细胞尺度上进行了澄清。 同时,极化切换与单斜骨和正骨相之间的可逆Martensenitic转化以及两步的四面体到四面体到正常相变的ZR – O位移密切相关。 这些发现提供了对亚稳态多晶型物之间的过渡途径的原子见解,并揭示了(抗)铁电氟氧化物中极化顺序的演变。在抗fiferroeleelectric和铁电顺序与界面极化弛豫之间的双向转变在单位细胞尺度上进行了澄清。同时,极化切换与单斜骨和正骨相之间的可逆Martensenitic转化以及两步的四面体到四面体到正常相变的ZR – O位移密切相关。这些发现提供了对亚稳态多晶型物之间的过渡途径的原子见解,并揭示了(抗)铁电氟氧化物中极化顺序的演变。
稀土正铁氧体在稀土和铁离子的磁有序状态下表现出各种有趣的物理现象,例如自旋重新取向跃迁时的巨大声速异常和允许电控制磁性的磁感应铁电性 [1,2]。受挫磁体镝正铁氧体具有物理性质截然不同的竞争状态。在临界磁场之上,它会产生自发电极化并显示巨线性磁电效应 [3]。最近的中子衍射实验表明,在低外加场下,这种多铁磁电状态受到 Dy 和 Fe 自旋不公度顺序的抑制 [4- 6]。我将讨论不公度状态的性质,并表明 Dy 和 Fe 自旋之间的耦合使均匀状态不稳定,而不会在 Dy 自旋的反铁磁顺序中形成周期性的畴壁阵列。 Dy 畴壁之间的相互作用由通过 Fe 磁性子系统传播的磁振子介导,类似于介子交换产生的质子和中子之间的汤川相互作用 [7]。磁畴壁带电,不公度相和均匀相之间的竞争导致自旋态对外加电场和磁场的高度敏感性。[1] VD Buchel'nikov 等人,Physics--Uspekhi 39,547(1996 年)。[2] Y. Tokunaga 等人,Nature Mater。8,558(2009 年)。[3] Y. Tokunaga 等人,Phys. Rev. Lett. 101,097205(2008 年)。[4] C. Ritter 等人,J. Phys. Condens. Matter. 34,265801(2022 年)。 [5] B. Biswas 等,Phys. Rev. Mater. 6, 074401 (2022)。[6] S. Nikitin 等,即将出版。[7] S. Artyukhin 等,Nature Mater. 11, 694 (2012)。
多功能材料已被确定为开发低功耗技术的关键组成部分。在这方面,过渡金属氧化物已成为理论和实验研究的新焦点,因为它们具有可调的铁电性、磁性、巨磁电阻、多铁性和超导性,这些特性源于结构、电子和磁相关性的微妙相互作用 [1, 2]。如果异质结构中的至少一种组成化合物是过渡金属氧化物钙钛矿,也可以赋予其新功能。[3–6] 在宽带隙绝缘体 LaAlO 3 和 SrTiO 3 (STO) 的界面附近证实了二维金属态 (2DES),它还具有超导性 [7–9] 和大范围可调的 Rashba 自旋轨道耦合 [10],为自旋电子学创造了良好的机会 [11, 12]。此外,对几种ATiO 3 钙钛矿(A=Sr、Ba、Ca)和KTaO 3 的裸露或封盖表面的ARPES测量发现了受限的2DES[13–15];对于STO,提出了磁性迹象,并做出了拓扑状态的理论预测[16–18]。对于先验非极性材料,例如STO和CaTiO 3 (CTO),实验证据表明位于表面附近的氧空位提供了形成金属态的导带载流子[19–22]。块体CTO是绝缘体,带隙为3.5 eV[23]。低于1300 K,氧八面体的大角度旋转和倾斜迫使CTO变为正交结构[24],具有旋转角(φ=9°)和倾斜角(θ=12°)[25]。缺氧的 UHV 清洁 (001) 表面的 ARPES [21, 22] 光谱揭示了低于费米能级 EF 约 1.3 eV 的带内态和三个占据能带,构成 2DES。第一和第三个能带在布里渊区 (BZ) 中心 Γ 附近具有主导的 d xy 特征。第二个能带为
出生于1984年7月31日在科莫出生:已婚,两个子办公室:Polifab - Polifab - Politecnico di Milano的物理部,通过G. Colombo 81,20133 Milano电子邮件:Christian.rinaldi@rinaldi@polimi@polimi.it电话: 36545363200 Research ID: A-5686-2018 Web site: rinaldi.faculty.polimi.it/ I am an Associate Professor at Politecnico di Milano working on novel materials and phenomena related to spin-orbit physics ( spin-orbitronics ), research motivated by the willingness to exploit the spin of carriers in innovative electronic devices beyond CMOS.我从半导体Spintronics的博士学位开始了我的职业生涯。我探索了光旋取向和锗中旋转转运的物理。i开发了有效的自旋光二极管,通过自旋滤波来检测光螺旋的程度(adv。mater。2012)。作为捷克共和国物理研究所(T. Jungwirth教授)的客座研究人员,我通过对Cumnas进行开创性的研究为抗firomagnetic Spintronics的领域做出了贡献,为全电动读物和撰写反铁磁铁(Nature Commun。2013)。之后,我将精力投入到铁电性和自旋物理学的结合上,以寻求磁性或旋转传输的电气可控性。我为人工多表情的经典,非易失性的电力控制(自然公社2014,Adv。 电子。 mater。 2016)。 我撰写了对锗植也的第一次光谱研究(adv。 mater。 2016)。2014,Adv。电子。mater。2016)。我撰写了对锗植也的第一次光谱研究(adv。mater。2016)。我能够为开发自旋纹理的铁电剂作为铁电rashba半导体的发展设定独立的研究路径。i证明了这些材料允许对散装的散装式旋转纹理的前所未有的非挥发性控制(Nano Lett。2018)和硅兼容半导体中的自旋转换(自然电子2021)。这样的发现开放了一个全新的领域,并诞生了CMO之外的新设备,该设备能够进行记忆和基于旋转的计算,并在未来几十年的电子设备上具有超级功耗。
valleytronic,光学,热,磁性和铁电性能在新型异质结构和设备中。它们的弱层间耦合可以通过机械堆叠2D材料来相对简单地制造垂直侵蚀。另一方面,侧面异质结构(LHSS)的层次是现代金属 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化导向器磁场晶体效应的基于微电极的基本结构,由于需要更多的复杂生长和兴奋剂技术,因此受到了探索的较少。受到可能从2D LHSS出现的潜在杰出性能和多功能调整自由的鼓励,在该领域进行了多项实验和理论研究。[1] The earliest experimentally realized 2D LHSs were those between graphene and hexagonal boron nitride (hBN) [2–6] grown by chemical vapor depo- sition (CVD), from which prototype field effect transistors (FETs) were demonstrated [2–5] Shortly later, a series of transition metal dichalcogenide (TMDC) mono layer (ML)通过一步或两步的CVD方法制备LHSS,包括MOS 2,MOSE 2,WS 2和WSE 2的组合。[7-12]所有这些TMDC LHSS都显示二极管样电流的整流效应。[26]同时,制造了具有高性能的原型设备,包括光电二极管和互补的金属 - 氧化物 - 半导体晶体管逆变器,[7,10–12]通过控制良好的气体流量切换技术或光刻辅助辅助阴离子的替代品,TMDC LHS的脱位量很清晰。 LHSS仅由一种材料组成,但具有不同的厚度,[16,17]或介电环境[18]在其界面上,产生了电子带隙,整流和光伏效应的修饰。将材料与不同空间对称性组合的2D LHS的其他形式,例如石墨烯-TMDC LHSS [19-22] HBN-TMDC LHSS,[19]石墨烯纳米替伯型LHSS与不同的兴奋剂[23]或宽度[23]或宽度[24] [24]单钙化剂 - 二甲基二苯二苯lhss [26]是通过各种增强的CVD方法创建的,例如机械 - 脱落的辅助CVD,[19]种子促进的CVD,[20]由等离子体蚀刻定义的模板生长,由等离子体蚀刻[21] [21] [21]和热层转化化学构图。
GERVASI HERRANZ 多功能氧化物和复合结构实验室,巴塞罗那材料科学研究所 ICMAB-CSIC,UAB 校区,E-08193 Bellaterra,加泰罗尼亚,电话:+34 93 580 18 53(分机 357)传真:+34 93 580 57 29;gherranz@icmab.cat 我是一名凝聚态物理学家,在巴塞罗那材料科学研究所 (ICMAB) 从事材料科学、量子传输和纳米光子学研究,该研究所隶属于西班牙国家研究委员会 (CSIC)。我于 2008 年获得现职,最近晋升为 CSIC 科学研究员。加入 CSIC 之前,我曾在 Unité Mixte Physique-CNRS Thalès 担任了四年(2004-2008 年)的博士后,在 Albert Fert 教授(2007 年诺贝尔物理学奖获得者)的指导下从事自旋电子学研究。我的研究。过渡金属氧化物是一类强关联系统,其潜力促使我的研究寻找电子学和光子学领域的基础发现和应用途径。这些材料以其丰富多样的物理特性而著称,这些特性来自于不同能量尺度的微妙平衡。这使得它们特别容易受到外界扰动的影响,从而引起不同电子相(磁性、铁电性或超导性)之间的转变。沿着这些思路,我的科学活动导致了与 LaAlO 3 /SrTiO 3 界面处氧化物量子阱(QW)中的量子传输相关的基础发现。这涉及到对这些 QW 的基本理解(PRL 2007、Nat. Mater. 2008、PRL 2017)以及在非常规晶体取向上对这些 QW 的开创性发现(Sci. Rep. 2012、PRL 2014)。这些意想不到的 QW 导致了与低维超导和 Rashba 自旋轨道耦合(Nat. Comms. 2015、Nat. Mater. 2019)相关的进一步发现以及不寻常的光传输(PRL 2020)的发现。我致力于深入了解许多其他氧化物,并与其他团队合作,例如,对 SrTiO 3 表面 QW 的子带结构(Nature 2011)或某些锰氧化物中的拓扑霍尔效应(Nat. Phys. 2019)的基本知识做出了贡献。与此同时,我的好奇心也一直伴随着对光与物质相互作用的研究,特别是在光子和等离子体晶体中(ACS Nano 2011、Nanoscale 2012、Opt. Express 2018)。我对这个领域的兴趣促使我对锰氧化物中极化子动态传输的理解做出了重要贡献(PRB 2009、PRB 2014),这导致了自旋相关极化子传输的发现(PRL 2016)。与这个领域相关的发现是我提出锰氧化物作为量子计算潜在材料的基础,本项目概述了这一观点。我的活动。在过去的 10 年里,我指导了七篇博士论文,还有一篇目前正在指导中。在同一时期,我指导过两名博士后(一名在 2011-11 年,一名在 2017-2020 年担任 MSCA-IF 研究员)。自 2009 年以来,我发表了 20 多次受邀演讲(包括 2009 年和 2015 年 APS 三月会议、2013 年 MRS 春季会议、2018 年 E-MRS 秋季会议、2010 年和 2019 年 SPIE 光子学会议、2012 年 MMM-Intermag 会议、2019 年和 2020 年 META 会议)和 60 多次口头交流。我是光子学(Royal Soc. Of Chem. 编辑,2013 年,ISBN:978-1-84973-653-4)和 2DEG(《氧化物自旋电子学》,Pan Stanford Publishing,2019 年,ISBN 9814774995)领域的两本书章节的合著者。我曾组织过 MRS 春季和 EMRS 研讨会(MRS 春季 2011 和 2013 以及 E-MRS 春季 2015),并参与组织了 2011 年国际氧化物电子学校(法国卡尔热斯)。我曾在以下学校授课
铋铁氧体 (BiFeO 3 ) 纳米颗粒 K. SARDAR a 、K. ALI a,* 、S. ALTAF a 、M. SAJJAD a 、B. SALEEM a 、L. AKBAR a 、A. SATTAR b 、Z. ALI a 、S. AHMED a 、U. ELAHI a 、EU HAQ a 、A. YOUNUS aa 纳米光电子研究实验室,费萨拉巴德农业大学物理系,38040 费萨拉巴德,巴基斯坦 b 机械、机电一体化和制造工程系(新校区 KSK),工程技术大学,拉合尔,巴基斯坦 通过溶胶凝胶法合成多铁性铋铁氧化物 (BiFeO 3 ) 纳米颗粒。本研究展示了在 550 ᵒ C 下制备铋铁氧体纳米粒子的方法。在该方法中,硝酸铋 [Bi (NO 3 ) 3 .5H 2 O] 和硝酸铁 [Fe (NO 3 ) 3 .9H 2 O] 被用作起始化学剂。为了克服铋在高温下的挥发性,使用了不同重量百分比的化学品。柠檬酸被用作螯合剂。在 550 ᵒ C 下对样品进行热处理。铋铁氧体纳米粒子表现出明显的铁磁性。随着磁化强度的增加,铋铁氧体纳米粒子的尺寸减小。随着 550 ᵒ C 下化学品浓度的增加,由于重结晶,粒径减小。溶胶凝胶法有助于控制晶体的尺寸。利用 X 射线衍射 (XRD)、扫描电子显微镜 (SEM) 和紫外-可见光对制备的铋铁氧体纳米粒子样品进行表征,以获取有关表面形貌和晶体结构的信息。X 射线衍射结果提供了有关粒度和相位识别的信息。紫外-可见光提供了有关 BiFeO 3 纳米粒子带隙能量的信息。扫描电子显微镜结果提供了不同分辨率下纳米粒子的表面形貌和晶粒尺寸的信息。 (2019 年 9 月 23 日收到;2020 年 1 月 22 日接受) 关键词:纳米粒子、溶胶凝胶、氧化铋铁、带隙 1. 简介 在所有多铁性材料中,铋铁氧体 (BiFeO 3) 是一种在钙钛矿结构中显示反铁磁和铁电序参数共存的材料。它以块体形式早已为人所知。 BiFeO 3 在尼尔温度 (TN =643 ᵒ K) 下表现出反铁磁现象,在居里温度 (T c =1103 ᵒ K) 下表现出铁电现象。研究表明,尽管名称如此,BiFeO 3 并非铁氧体结构,而是钙钛矿结构。在块体中,BiFeO 3 被描述为具有空间群 R 3 C 和菱面体扭曲的铁电钙钛矿。晶格参数为 C hax = 13.87Ȧ、ar = 5.63Ȧ、a hax = 5.58Ȧ 和 α r = 59.350。室温下的最大极化为 90µ/cm 2 至 100µ/cm 2。目前对铋铁氧体的研究表明,如果粒子尺寸大于磁性,则磁性会消失,晶体尺寸越小磁性越强。在纳米粒子中,磁性导致螺旋序被抑制(Manzoor 等人,2015 年)。来自天体化学活动的 Bi 3+ 电子离子对起源于铁电序(T c ∼ 830 ᵒ C)。在此类材料中,d 需要不同的填充状态来转换金属离子在铁电和磁性中的状态(Johari,2011 年)。室温下的铋铁氧体是铁电性的,因为沿着钙钛矿结构的一个方向自发电极化是定向的。铁电态导致铋离子相对于 FeO 6 八面体的较大位移,这导致了一些重要的后果。沿 <111> 方向存在 BFO 铁电极化。它导致八种可能的极化方向。通过使用电场,可以通过切换的可能性来控制磁态