张翼教授在《Nano Letters》发表关于二维材料WSe2的外延生长与相关物性测量的研究成果

张翼教授在《Nano Letters》发表关于二维材料WSe2的外延生长与相关物性测量的研究成果。该项研讨得到了中组部青少年千人安插、U.S.A.财富部底工财富科学等开销的捐助。

周旋于任何连接金属硫化学物理,WSe2被预见拥有最大的自旋劈裂,由此是商讨自旋电子学的出色平台。可是受样本尺寸、品质和计划花招的约束,实验上紧缺对WSe2的能带布局及此外有关物性的亲力亲为斟酌。同时,大家也意在能够拿走分布高水平的多晶硅样本,并能够透过维度、分界面调节及掺杂等调节手腕对其能带构造做进一层人工资调解控。

大要大学、固体微构造物理国家根本实验室、人工微构造科学与本领联合创新为主的张翼教授课题组与U.S.Berkeley国家实验室先进光源、U.S.A.巴黎高等艺术大学沈志勋商讨组、美国加利福尼亚州高校Berkeley分校的MichaelF. Crommie切磋组和Feng
Wang研究组合营,完成了二维材质WSe2的成员束外延生长,并构成三种探测手腕对其能带构造、表面掺杂效应及光学响应特性开展了详尽的特点与研商。研商成果以“Electronic
Structure, Surface Doping, and Optical Response in Epitaxial WSe2 Thin
Films”为题于二〇一六年十二月在线刊登在Nano
Letters期刊上(

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(物理高校 科学技艺处)

张翼教授与美利坚合众国Berkeley国家实验室先进光源和澳大列日国立高校的沈志勋切磋组打开合营,第二回采取分子束外延本事达成了单层到多层的高水平单晶薄膜WSe2在双层石墨烯衬底上的可控生长。同一时候,利用原来之处的角分辨光电子能谱本事,对其电子布局随层厚的演变举办了详实的切磋。实验开掘受衬底和分界面包车型大巴影响,单层和两层的WSe2表现出直接带隙,何况平素到直接的带隙调换产生在两层和三层之间,高水平的光电子谱还提交了单层WSe2价带的自旋劈裂大小的高精度数值475
meV。其余,通过原来的地点的表面掺杂,开采碱金属掺杂会对薄膜的能带布局发生扭曲和重新整建化,使得两层的WSe2又变卦直接带隙。利用该高水平样板,张翼助教与加利福尼亚州大学Berkeley分校的MichaelF. Crommie研商组和Feng
Wang研讨组开展更是同盟,通过扫描隧道谱度量和光吸取谱分别度量了单层WSe2的准粒子能隙1.95
eV与光学激子能隙1.74 eV,并交给了中性激子结合能的分寸0.21 eV。

左图:单层WSe2的角分辨光电子能谱;右图:单层WSe2的扫描隧道谱

二维材质是这些年来凝聚态物理中的叁个尤为重要钻探世界。此中以二硫化钼为表示的对接金属硫化学物理在二维极限下表现出超多异于三维块材的诧异性质:比方直接到间接带隙转换、价带的自旋劈裂与欧洲经济共同体定义的谷自由度。因而该类材料在光电器件方面有着至关心体贴要的应用前途,同不日常间也是研商自旋电子学与谷电子学的主要平台之一。

那项工作的意思在于通过试验花招给出了单层到多层WSe2的详尽能带构造,研究了衬底及界直面其能带结会谈激子结合能的震慑,并促成了经过外界掺杂对其能带构造进行人工资调节控。相同的时间周围高素质厚度可控的多晶硅WSe2薄膜的筹算也为后日犬牙相错异质结与事实上器件的切磋与筹备铺平了道路。

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