• 分類(lèi)：專(zhuān)題專(zhuān)欄
• 作者：低維材料在線(xiàn)
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• 發(fā)布時(shí)間：2017-12-19 23:13
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【概要描述】? ? ? ?眾所周知，當物質(zhì)尺度從三維的塊體變成二維、甚至單原子層的時(shí)候，它往往能表現出新穎的物理特性。據巨納集團工程師介紹，二維半導體材料，尤其是二維過(guò)渡金屬硫化物，巨納低維材料在線(xiàn)提供的二維過(guò)渡金屬硫化物就因具有許多與其在塊狀形態(tài)下不同的特征頗受科學(xué)家們的青睞，比如：隨著(zhù)層數的減少，原本是間接帶隙半導體的二維過(guò)渡金屬硫化物就“搖身一變”成為直接帶隙半導體。具有蜂窩狀晶格結構并呈空間對稱(chēng)性破缺的單層MoS2，使之成為能谷電子學(xué)（valleytronics）的熱點(diǎn)材料。這些優(yōu)越的性能開(kāi)啟了二維過(guò)渡金屬硫化物在光電子和電子器件研究方面的新篇章?；趯ΧS過(guò)渡金屬硫化物的電場(chǎng)調控的最新進(jìn)展，新加坡南洋理工大學(xué)劉政課題組就從光學(xué)性能、金屬-絕緣體相變和能谷性能調控三個(gè)方面對其進(jìn)行了詳細的總結。 ? ? ? ?從光學(xué)性能調控的角度出發(fā)，理論計算證明，外加特定的電場(chǎng)，雙層二硫化鉬能實(shí)現從直接帶隙半導體到間接帶隙半導體的轉變，使得其相應的發(fā)光和激子特性發(fā)生變化。單層二硫化鉬內部電子濃度受到電場(chǎng)的作用發(fā)生變化，可以使材料的發(fā)光光譜在電中性激子和帶電荷激子之間轉換，改變激子結合能。結合外加電場(chǎng)在非線(xiàn)性光學(xué)性能領(lǐng)域對二維材料倍頻的調控，二維過(guò)渡金屬硫化物在光電器件方面的應用已經(jīng)呼之欲出。 ? ? ? ?而在電學(xué)性能調控方面，通過(guò)提高二硫化鉬等二維過(guò)渡金屬硫化物的載流子濃度，可以實(shí)現其從半導體到金屬的轉變，人們甚至發(fā)現其在低溫時(shí)表現出了超導的特性。利用二維強關(guān)聯(lián)體系，利用電場(chǎng)調制二維超導材料轉變溫度也變成了可能。在TiSe2體系中，電場(chǎng)調控抑制了電荷密度波（CDW）態(tài)，同時(shí)使體系表現出超導態(tài)，這就為研究電場(chǎng)調控多體態(tài)提供了新的思路。 ? ? ? ?最值得期待的則是二維過(guò)渡金屬硫化物在能谷性能調控方面的表現。雙層二硫化鉬能夠在外加電場(chǎng)的作用下，利用自身結構特點(diǎn)實(shí)現對稱(chēng)性破缺并且進(jìn)一步完成對能谷極化的調控。利用這一現象，材料能谷霍爾效應的電場(chǎng)調控同樣可以被實(shí)現，這就昭示著(zhù)制備出能谷器件的可能。此外，在塊體WSe2表面，電場(chǎng)也可以引起對稱(chēng)性破缺，來(lái)產(chǎn)生并調節自旋或是能谷電流。在強電場(chǎng)的調制下，二維過(guò)渡金屬硫化物的能谷性能就可以用來(lái)產(chǎn)生電致圓偏光。這些特質(zhì)使人們在能谷電子學(xué)這一新興研究領(lǐng)域向前邁了一大步。隨著(zhù)對二維過(guò)渡金屬硫化物性能調控的深入研究，基于電場(chǎng)效應，結合并優(yōu)化材料的光學(xué)、電學(xué)和能谷性能，相信新穎二維光電器件的設計和應用可指日而待，在廣袤的科技田野中開(kāi)出一朵新鮮絢爛的花。