北理工團(tuán)隊(duì)在二維材料懸浮結(jié)構(gòu)方面取得最新研究進(jìn)展
發(fā)布日期：2021-12-31 供稿：前沿交叉科學(xué)研究院
編輯：石殊倫 審核：唐水源 閱讀次數(shù)：
上個(gè)世紀(jì)30年代，理論物理學(xué)家列夫·朗道從理論上證明了理想二維晶體（即懸浮的二維晶體）在熱力學(xué)上是不穩(wěn)定的。最理想的二維晶體是完全消除任何襯底支撐的懸浮結(jié)構(gòu)，盡管科研人員對于懸浮二維晶體的獨(dú)特優(yōu)勢都有非常清楚的認(rèn)識，但長期以來，制備懸浮二維晶體極具挑戰(zhàn)。
近日，北京理工大學(xué)黃元、王業(yè)亮教授團(tuán)隊(duì)在二維材料懸浮結(jié)構(gòu)方面取得研究成果，實(shí)現(xiàn)了高效的制備懸浮二維材料。該團(tuán)隊(duì)與北京大學(xué)、中國人民大學(xué)、中科院物理所及南京大學(xué)合作，以《An efficient route to prepare suspended monolayer for feasible optical and electronic characterizations of two-dimensional materials》為題在線發(fā)表在InfoMat上（DOI: 10.1002/inf2.12274，影響因子25.405）。
圖1 二維材料懸浮結(jié)構(gòu)的制備路線圖（a）及解理后的二維材料（b-d），解理后的懸浮WSe2展現(xiàn)出良好的熒光特性（e）。（f）是將襯底圖案化（十二生肖圖案）加工后，通過優(yōu)化解理工藝制備的懸浮WSe2熒光成像圖片。
研究人員通過對襯底進(jìn)行孔陣列圖案化加工，選擇性的去掉部分襯底材料。針對不同的材料體系，提出了兩種二維材料懸浮結(jié)構(gòu)制備方法（圖1）。通過拉曼光譜、熒光光譜、低能電子衍射、二次諧波成像和輸運(yùn)測量等手段，系統(tǒng)的證實(shí)了懸浮結(jié)構(gòu)具有更加優(yōu)異的物性。這種懸浮二維材料與朗道的理論并不存在沖突，由于二維材料在有限的邊界被固定住，因此抑制了二維材料熱力學(xué)層面的不穩(wěn)定性。本工作可謂是解開了二維材料的懸浮密碼，更多新奇的性質(zhì)有望在懸浮結(jié)構(gòu)中獲得突破，為研究更為本征的物性提供最理想的平臺。
此項(xiàng)研究，北京理工大學(xué)前沿交叉科學(xué)院黃元教授為第一作者，高宇南研究員、季威教授、周興江研究員與北京理工大學(xué)集成電路與電子學(xué)院院長王業(yè)亮教授為共同通訊作者。
文章鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/inf2.12274
附作者介紹：
黃元，北京理工大學(xué)前沿交叉科學(xué)研究院教授，博士生導(dǎo)師。主要研究領(lǐng)域集中在二維材料的制備、表征、器件加工和物性測量/調(diào)控等方向。在Nature Physics、Nature Communications、Physical Review Letters等共計(jì)發(fā)表SCI論文70余篇，其中第一作者（含共一）及通訊作者文章30余篇，論文總引用3700余次。主持國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（青年項(xiàng)目），主持國家基金委優(yōu)秀青年基金和面上項(xiàng)目，重慶市杰出青年基金項(xiàng)目。2019年入選中科院青促會會員，2020年獲中國科協(xié)“中國十大科技新銳人物”榮譽(yù)稱號，2021年獲中國發(fā)明協(xié)會發(fā)明創(chuàng)業(yè)獎(jiǎng)創(chuàng)新獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)(排名第一)。擔(dān)任Physical Review Letters，Nature Communications, Advanced Functional Materials, ACS Nano, Nano Letters，《物理學(xué)報(bào)》等國內(nèi)外知名期刊審稿人；擔(dān)任《物理》《Chinese Physics Letters》《InfoMat》《Materials》期刊青年編委。
王業(yè)亮，北京理工大學(xué)教授、博導(dǎo)、集成電路與電子學(xué)院院長。工信部低維量子結(jié)構(gòu)與器件重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任。中國真空學(xué)會理事，中國物理學(xué)會半導(dǎo)體物理專業(yè)委員會委員。第八屆國務(wù)院學(xué)位委員會學(xué)科評議組成員。中國物理學(xué)會胡剛復(fù)物理獎(jiǎng)獲得者。長期從事新型電子材料與器件的制備及應(yīng)用研究。主要研究成果包括Nat. Mater. 1篇、Nat. Elect. 1篇、Nat. Phys. 1篇、Nat. Commun. 3篇、Adv. Mater. 5篇、Nano Lett. 6篇、ACS Nano 4篇、Phys. Rev. Lett. 2篇、J. Am. Chem. Soc. 3篇等。被引8000余次，其中單篇最高他引1000多次，多項(xiàng)工作被Nature及其子刊作為研究亮點(diǎn)報(bào)道。得國際重要學(xué)術(shù)會議30多次邀請報(bào)告。申請國家專利18項(xiàng)，獲得授權(quán)8項(xiàng)。承擔(dān)科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目課題、國家杰出青年基金項(xiàng)目/重點(diǎn)項(xiàng)目、北京市重點(diǎn)專項(xiàng)等。
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