悬浮二维晶体材料反射光谱和光致发光光谱的周期性振荡现象

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作者 乔晓粉 李晓莉 +4 位作者 刘赫男 石薇 刘雪璐 吴江滨 谭平恒 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第13期217-223,共7页

研究了在二氧化硅/硅衬底上制备的悬浮石墨烯以及二硫化钼的反射光谱以及悬浮二硫化钼的光致发光光谱.研究发现:悬浮多层石墨烯的反射光谱表现出明显的振荡现象,并且该振荡具有一定的周期性;振荡周期的大小不依赖于悬浮多层石墨烯的层数... 研究了在二氧化硅/硅衬底上制备的悬浮石墨烯以及二硫化钼的反射光谱以及悬浮二硫化钼的光致发光光谱.研究发现:悬浮多层石墨烯的反射光谱表现出明显的振荡现象,并且该振荡具有一定的周期性;振荡周期的大小不依赖于悬浮多层石墨烯的层数,而是随着衬底上沉孔深度(空气层厚度)的增加而减小.利用多重光学干涉模型可以解释这种振荡现象以及振荡周期随沉孔深度改变的变化趋势.该模型计算结果表明,只有当沉孔深度达到微米量级时这种振荡现象才会显著出现;并且可由振荡周期定量地确定出沉孔深度.对于悬浮的二硫化钼样品,其反射光谱和光致发光光谱也出现了类似的振荡现象.这表明这种振荡现象是在各种衬底上悬浮二维材料反射光谱和光致发光光谱的一种普遍性结果,也预示悬浮二维材料器件的电致发光光谱也会出现类似的振荡现象,对悬浮二维晶体材料的物理性质和器件性能研究具有一定的参考价值. 展开更多

关键词 二维晶体材料 反射光谱 光致发光光谱 振荡

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二维晶体MXene的制备与性能研究进展 被引量：24

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作者 李正阳 周爱国 +1 位作者 王李波 孙丹丹 《硅酸盐通报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1562-1566,共5页

MXene是一种新型过渡金属碳化物二维晶体,具有和石墨烯类似的结构。化学式为M n+1X n,其中n=1、2、3,M为早期过渡金属元素,X为碳或氮元素。这一类材料可以通过氢氟酸解离层状陶瓷材料MAX相获得,具有优异的力学、电子、磁学等性能。MXen... MXene是一种新型过渡金属碳化物二维晶体,具有和石墨烯类似的结构。化学式为M n+1X n,其中n=1、2、3,M为早期过渡金属元素,X为碳或氮元素。这一类材料可以通过氢氟酸解离层状陶瓷材料MAX相获得,具有优异的力学、电子、磁学等性能。MXene是一种很有前途的新型锂离子电池负极材料,可以用在新型复合材料增强体,可以作为高温润滑材料。这种材料在储能、电子、润滑等领域具有重要的应用价值。本文介绍了该类材料的制备方法、性能、潜在应用及其研究现状。 展开更多

关键词 MXene 二维晶体材料 类石墨烯 过渡金属碳化物

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二维类石墨烯晶体材料一单层锡

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作者 胡景莹 《化工中间体》 2015年第7期84-85,共2页

石墨烯成为近几年的热门新兴材料，科研人员在研究它的同时也开始关注二维类石墨烯的晶体材料上，这其中单层锡在室温下可能实现百之分百电导率的发现。令科研人员们眼前一亮，它不仅非常好的继承二维材料的特性，而且还具备一些石墨烯... 石墨烯成为近几年的热门新兴材料，科研人员在研究它的同时也开始关注二维类石墨烯的晶体材料上，这其中单层锡在室温下可能实现百之分百电导率的发现。令科研人员们眼前一亮，它不仅非常好的继承二维材料的特性，而且还具备一些石墨烯所不具备的物理特性，在电学，光学，声学，热学和力学领域都有着很大的应用前景。在不久前单层锡实验室制备的难题也被攻克。这也就标志这也许在不久的将来单层锡有可能成为替代石墨烯的又一新兴材料，它独特的物理注质也许会让它成为电子产业的中流砥柱。 展开更多

关键词 单层锡 电导率 二维晶体材料 石墨烯 拓扑绝缘体 实验室制备

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超高真空条件下分子束外延生长的单层二维原子晶体材料的研究进展 被引量：5

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作者 王兴悦 张辉 +4 位作者 阮子林 郝振亮 杨孝天 蔡金明 卢建臣 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期284-307,共24页

二维原子晶体材料具有与石墨烯相似的晶格结构和物理性质,为纳米尺度器件的科学研究提供了广阔的平台.研究这些二维原子晶体材料,一方面有望弥补石墨烯零能隙的不足;另一方面继续发掘它们的特殊性质,有望拓宽二维原子晶体材料的应用领域... 二维原子晶体材料具有与石墨烯相似的晶格结构和物理性质,为纳米尺度器件的科学研究提供了广阔的平台.研究这些二维原子晶体材料,一方面有望弥补石墨烯零能隙的不足;另一方面继续发掘它们的特殊性质,有望拓宽二维原子晶体材料的应用领域.本文综述了近几年在超高真空条件下利用分子束外延生长技术制备的各种类石墨烯单层二维原子晶体材料,其中包括单元素二维原子晶体材料(硅烯、锗烯、锡烯、硼烯、铪烯、磷烯、锑烯、铋烯)和双元素二维原子晶体材料(六方氮化硼、过渡金属二硫化物、硒化铜、碲化银等).通过扫描隧道显微镜、低能电子衍射等实验手段并结合第一性原理计算,对二维原子晶体材料的原子结构、能带结构、电学特性等方面进行了介绍.这些二维原子晶体材料所展现出的优异的物理特性,使其在未来电学器件方面具有广阔的应用前景.最后总结了单层二维原子晶体材料领域可能面临的问题,同时对二维原子晶体材料的研究方向进行了展望. 展开更多

关键词 二维原子晶体材料 扫描隧道显微镜 分子束外延 晶格结构

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低维原子/分子晶体材料的可控生长、物性调控和原理性应用 被引量：1

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作者 黄立 李更 +8 位作者 张余洋 鲍丽宏 郇庆 林晓 王业亮 郭海明 申承民 杜世萱 高鸿钧 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期94-118,共25页

本文介绍了高鸿钧课题组在物理所20年来的部分代表性工作.研究的主要方向为低维纳米功能材料的分子束外延可控制备、生长机制、物性调控及其在未来信息技术中的原理性应用.从材料的可控制备入手,结合第一性原理的理论计算,阐明材料生长... 本文介绍了高鸿钧课题组在物理所20年来的部分代表性工作.研究的主要方向为低维纳米功能材料的分子束外延可控制备、生长机制、物性调控及其在未来信息技术中的原理性应用.从材料的可控制备入手,结合第一性原理的理论计算,阐明材料生长机制和结构与物性的关系,进而实现物性调控和原理性应用.主要内容有:1)纳米尺度"海马"分形结构的形成及其生长机制;2)STM分辨率的提高及最高分辨Si(111)-7×7原子图像的获得;3)固体表面上功能分子的吸附、组装及其机制;4)稳定、重复、可逆的纳米尺度电导转变与超高密度信息存储;5)固体表面上单分子自旋态的量子调控及其原理性应用;6)原子尺度上朗德g因子的空间分辨及其空间分布不均匀性的发现;7)晶圆尺寸、高质量、单晶石墨烯的制备及原位硅插层绝缘化;8)几种新型二维原子晶体材料的可控构筑及其物性调控;9)"自然图案化"的新型二维原子晶体材料及其功能化.这些工作为低维量子结构的构造、物性调控及其原理性应用奠定了基础. 展开更多

关键词 低维纳米结构 二维原子晶体材料 功能分子 扫描隧道显微学

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超高真空构筑新型二维材料及其异质结构

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作者 李更 郭辉 高鸿钧 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期244-262,共19页

由于量子受限效应,二维材料表现出很多三维材料所不具备的优异电学、光学、热学以及力学性能,为研究人员所关注.材料的优异物性离不开高质量材料的制备,超高真空环境可以减少杂质分子的污染与影响,提高二维材料的质量与性能.本文介绍基... 由于量子受限效应,二维材料表现出很多三维材料所不具备的优异电学、光学、热学以及力学性能,为研究人员所关注.材料的优异物性离不开高质量材料的制备,超高真空环境可以减少杂质分子的污染与影响,提高二维材料的质量与性能.本文介绍基于超高真空环境的新型二维原子晶体材料的原位制备方法,包括利用分子束外延构筑新型二维材料、利用石墨烯插层构筑新型二维原子晶体材料异质结构以及利用扫描探针原位操纵构筑二维材料异质结构三大类.文章回顾利用这三类方法构筑的二维材料及其物理化学性质,比较三种方法各自的优势与局限性,对未来二维材料制备提供一定的指引. 展开更多

关键词 二维原子晶体材料 超高真空 分子束外延 插层 扫描隧道显微学

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新型二维过渡金属碳化物研究进展 被引量：2

7

作者 石宝宝 贾志军 +1 位作者 王毅 齐涛 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2017年第12期16-20,共5页

二维过渡金属碳化物(MXene)类似石墨烯结构,具有良好的导电性、延展性、磁性、低温热电性和能量存储等诸多新颖的性能。总结近年来MXene结构和性能等方面的研究成果,分析了研究中的重点、难点问题,预测了其可能的应用领域和未来的发展... 二维过渡金属碳化物(MXene)类似石墨烯结构,具有良好的导电性、延展性、磁性、低温热电性和能量存储等诸多新颖的性能。总结近年来MXene结构和性能等方面的研究成果,分析了研究中的重点、难点问题,预测了其可能的应用领域和未来的发展方向。 展开更多

关键词 二维过渡金属碳化物 二维晶体材料 制备 应用 电化学特性

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二硫化钼场效应晶体管金属接触的研究进展 被引量：2

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作者 张亚东 贾昆鹏 +1 位作者 吴振华 田汉民 《微纳电子技术》 北大核心 2020年第2期109-118,共10页

二硫化钼(MoS2)作为一种代表性的半导体二维原子晶体材料,具有优异的物理及电学特性,这使其在光电器件尤其是逻辑器件的应用中具有广泛的前景。总结了MoS2的表面电荷转移掺杂和替位掺杂,并分析了不同掺杂方法的优劣,同时介绍了降低费米... 二硫化钼(MoS2)作为一种代表性的半导体二维原子晶体材料,具有优异的物理及电学特性,这使其在光电器件尤其是逻辑器件的应用中具有广泛的前景。总结了MoS2的表面电荷转移掺杂和替位掺杂,并分析了不同掺杂方法的优劣,同时介绍了降低费米能级钉扎效应的两种接触电阻的优化方法。依据肖特基理论改变金属功函数可以调节金属与MoS2的肖特基势垒高度,但由于金属与MoS2之间存在费米能级钉扎效应,接触时会产生较大的肖特基势垒,降低载流子的发射效率,从而增加金属与MoS2之间的接触电阻。最后,指出MoS2器件接触电阻的研究趋势并展望了MoS2的应用前景。 展开更多

关键词 二硫化钼(MoS2) 场效应晶体管 二维晶体材料 金属-半导体接触 功函数

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石墨烯等二维原子晶体薄片样品的光学衬度计算及其层数表征 被引量：6

9

作者 韩文鹏 史衍猛 +3 位作者 李晓莉 罗师强 鲁妍 谭平恒 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期158-164,共7页

本文以鉴别机械剥离法制备的高质量石墨烯样品的层数为例,阐明了如何利用传输矩阵来计算二维原子晶体薄片样品的光学衬度,并进一步精确地鉴别其层数.计算结果表明测试时所选用的显微物镜数值孔径对精确确定薄片样品的层数非常重要,并为... 本文以鉴别机械剥离法制备的高质量石墨烯样品的层数为例,阐明了如何利用传输矩阵来计算二维原子晶体薄片样品的光学衬度,并进一步精确地鉴别其层数.计算结果表明测试时所选用的显微物镜数值孔径对精确确定薄片样品的层数非常重要,并为实验所证实.同时提出了使用两个激光波长可以快速地表征样品尺寸接近物镜衍射极限的薄片样品层数的方法.本文所采用的传输矩阵形式非常适合于计算二维原子晶体薄片样品的光学衬度,并可以方便地推广到更复杂的多层衬底结构,以便快速和准确地鉴别各种衬底上二维原子晶体薄片样品的厚度. 展开更多

关键词 二维原子晶体材料 层数 传输矩阵 光学衬度

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石墨烯的制备与应用研究进展 被引量：17

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作者 魏德英 国术坤 赵永男 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期11-14,37,共5页

石墨烯是由单层碳原子构成的新型二维晶体材料。在过去的几年里,这种独特的单原子层结构展现了许多奇特的物理化学性质,并且已经在微电子、量子物理、材料和化学等领域表现出优异的性能和广泛的应用前景,使碳材料继碳纳米管后再次成为... 石墨烯是由单层碳原子构成的新型二维晶体材料。在过去的几年里,这种独特的单原子层结构展现了许多奇特的物理化学性质,并且已经在微电子、量子物理、材料和化学等领域表现出优异的性能和广泛的应用前景,使碳材料继碳纳米管后再次成为国内外的研究热点。本文简要概述了石墨烯的性质、制备方法以及潜在应用,并对它的未来发展做了展望。 展开更多

关键词 石墨烯 二维晶体材料 制备 应用

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超润滑技术的研究现状与发展方向 被引量：1

11

作者 焦卫卫 候春莉 +1 位作者 邹敏 张海鹏 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期476-480,共5页

摩擦以及其引起的磨损不仅会造成能源的浪费,还会影响机械装置的精度和寿命。降低摩擦,甚至是实现“零”摩擦在各应用领域都具有迫切的需求。因此,超润滑技术的理论与实验研究都成为近年来研究的热点。本文主要回顾了超润滑概念的提出... 摩擦以及其引起的磨损不仅会造成能源的浪费,还会影响机械装置的精度和寿命。降低摩擦,甚至是实现“零”摩擦在各应用领域都具有迫切的需求。因此,超润滑技术的理论与实验研究都成为近年来研究的热点。本文主要回顾了超润滑概念的提出及研究现状,总结了超润滑现象的独特属性以及产生超润滑所需要具备的条件,筛选了有望产生超润滑的材料并指出了目前研究与应用的困难,最后简要论述了超润滑技术的发展方向及其应用前景。 展开更多

关键词 超润滑 二维晶体材料 分子模拟 极低摩擦

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基于一种多功能系统的二维纳米器件高效制备 被引量：1

12

作者 梁亚春 焦陈寅 +10 位作者 肖飞 朱健凯 徐博 文婷 伍松 任子明 韦学勇 陈滢 贾浩 夏娟 王曾晖 《中国科学：信息科学》 CSCD 北大核心 2022年第2期348-357,共10页

原子级厚度的二维层状晶体材料具有丰富的物理特性,在新型微纳米器件领域展现出重要的发展潜力,相关的器件制备和性能研究也引起了广泛的关注.二维材料微纳米器件的制备需要经过二维材料的转移及金属电极的淀积等一系列过程.然而,在传... 原子级厚度的二维层状晶体材料具有丰富的物理特性,在新型微纳米器件领域展现出重要的发展潜力,相关的器件制备和性能研究也引起了广泛的关注.二维材料微纳米器件的制备需要经过二维材料的转移及金属电极的淀积等一系列过程.然而,在传统的制备流程中所涉及多步工艺需要用到诸多不同设备,如二维材料转移对准系统、电子束曝光系统,或是光刻系统,而且往往在一些步骤中涉及有机溶液处理,有可能会对样品带来一些不利的影响.本文设计展示了一种能够实现二维材料微纳米器件制备的多功能系统,该系统不仅可以实现二维材料的高效转移,而且可以直接进行金属电极的准确淀积,并且整个加工流程不涉及溶液处理,具有操作方便、效率高、样品污染少等优点.基于该多功能系统,我们成功制备出了MoS;场效应晶体管并对器件进行了光学表征和电学性能测试,展现了这一系统在高效制备微纳器件方面的潜力. 展开更多

关键词 二维晶体材料 多功能制备系统 材料干法转移 金属电极淀积 MOS 场效应晶体管

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面向微电子应用的二维过渡金属硫族化合物制备进展 被引量：2

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作者 许浒 廖付友 +4 位作者 郭仲勋 郭晓娇 周鹏 包文中 张卫 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第36期4237-4255,共19页

二维原子晶体材料所独有的结构特性带来了诸多优异的性质.与石墨烯相比,二维过渡金属硫族化合物(TMDs)拥有不同大小且可调控的带隙,在微电子和光电器件领域有着广阔的应用前景.本文对二维TMDs材料"自上而下"和"自下而上&... 二维原子晶体材料所独有的结构特性带来了诸多优异的性质.与石墨烯相比,二维过渡金属硫族化合物(TMDs)拥有不同大小且可调控的带隙,在微电子和光电器件领域有着广阔的应用前景.本文对二维TMDs材料"自上而下"和"自下而上"的制备方法进行了总结,对比了机械剥离、液相剥离和化学气相沉积等常见制备技术,并归纳了各自的优缺点.同时基于未来晶圆级二维TMDs器件,重点介绍了化学气相沉积法及其面向应用需要解决的问题.最后总结了二维TMDs材料在微电子器件应用中的研究进展. 展开更多

关键词 二维层状材料/二维原子晶体 过渡金属硫族化合物 二硫化钼 化学气相沉积

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单晶石墨烯制备获突破 生产速度提高150倍

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《乙醛醋酸化工》 2016年第9期45-45,共1页

中国科学家在《自然·纳米技术》杂志上发表论文称,他们在单晶石墨烯制备上取得了一项突破。通过对化学气相沉积法(CVD)的调整和改进,将石墨烯薄膜生产的速度提高了150倍。新研究为石墨烯的大规模应用奠定了基础。石墨烯是由碳原子... 中国科学家在《自然·纳米技术》杂志上发表论文称,他们在单晶石墨烯制备上取得了一项突破。通过对化学气相沉积法(CVD)的调整和改进,将石墨烯薄膜生产的速度提高了150倍。新研究为石墨烯的大规模应用奠定了基础。石墨烯是由碳原子构成的只有一层原子厚度的二维晶体材料,在电、光、机械强度上的优异特性,使其在电子学、太阳能电池、传感器等领域有着众多潜在应用。虽然需求巨大, 展开更多

关键词 石墨烯 单晶 晶形 石墨烯薄膜 二维晶体材料 潜在应用 化学气相沉积法

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