二维半导体Cr8Se12的合成和类笼目能带的实验观测
日期：
2024-10-31
浏览次数:
425
材料的电子结构受其几何结构和材料维度的影响。一些具有特殊几何构型的晶格，如笼目晶格、Lieb晶格、着色三角晶格等，具有电子阻挫效应产生的无色散的能带，即平带，其中存在丰富的电子关联效应。最近，人们在三维笼目金属中已经观察到多种关联电子态，例如巨大的反常霍尔效应、量子自旋液体、手性电荷密度波和非常规超导等。另一方面，与半导体工业中常用的三维半导体相比，二维半导体由于良好的开关性能和更强的库仑相互作用而受到了高度关注，有望用于制备新一代量子器件。然而，在二维半导体中引入几何阻挫导致的电子关联效应仍然是一个挑战。以笼目晶格为例，二维笼目晶格材料由于生长制备的困难导致相关的实验研究十分缺乏。中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心SF09组的冯宝杰副研究员和陈岚研究员长期从事低维拓扑材料的制备和物性调控，近年来发现了多种具有奇特晶格的材料，比如呼吸笼目晶格Nb3Cl8 [Nano Lett. 22, 695 (2022)]，一维和二维Su-Schrieffer-Heeger晶格[Nano Lett. 22, 695 (2022); Nat. Commun. 13, 7000 (2022)]以及二维棋盘晶格Cu2N [Nano Lett. 23, 5610 (2023)]等，并发现了其中存在丰富的拓扑电子态。最近，他们与新加坡国立大学的陈伟教授、A. T. S. Wee教授、浙江大学物理学院苟健研究员合作，利用MBE生长出了一种新型的二维半导体Cr8Se12，发现该材料具有新奇的CT晶格。该晶格可以通过将笼目晶格进行扭曲获得，其中存在类似笼目晶格的能带结构。他们利用扫描隧道显微镜（STM）和非接触式原子力显微镜（nc-AFM）技术确认了该材料的原子结构，并且利用ARPES和STS证实了该材料存在约0.80eV的能隙和接近价带顶的范霍夫奇点。结合第一性原理计算，他们进一步发现Cr8Se12中的奇特能带主要源于表层Se原子的pz轨道，并且受下方的蜂窝状的Cr晶格调制，从而形成交替的电子跃迁。该研究报道了一种新型的二维半导体材料Cr8Se12，不仅丰富了二维磁性和拓扑材料的种类，而且为深入研究几何阻挫导致的强关联物理提供了新的平台。本工作受到了北京市自然科学基金、中国科学院先导B和青年团队计划的资助。新加坡国立大学陈伟教授、A. T. S. Wee教授，中国科学院物理所冯宝杰副研究员，浙江大学苟健研究员，新加坡科技研究局Lin Ming教授为共同通讯作者，新加坡国立大学博士后段嗣盛和尤景阳、中国科学院物理所博士生蔡志浩，浙江大学苟健研究员为本研究的共同第一作者。相关成果以 “Observation of kagome-like bands in two-dimensional semiconducting Cr8Se12”为题，在线发表在国际学术期刊《Nature Communications》上。 链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-53314-1
Hot News
/
相关推荐
2026
-
10
-
22
点击次数:
5
来源：X-MOL本文提出了一种环境无害的无铅双钙钛矿光电探测器，其构型为 FTO/PCBM/La2NiMnO6/CuI/碳。拟议设计配置已通过 SCAPS-1D 进行数值分析，通过优化吸收层厚度、受体掺杂、缺陷密度和界面质量，开发出高性能光电探测器。LNMO（鑭镍锰氧化物）作为吸收剂，在可见光近红外区域具有超过 100,000 cm-1 的高吸收系数，并且与 PCBM（苯基 C6...
2026
-
10
-
21
点击次数:
18
来源：X-MOL三氧化钨（WO3）是一种众所周知的光致变色材料，在光照下会发生可逆的颜色变化，使其在智能窗、光存储和传感设备等领域具有广阔的应用前景。本研究通过调控水热反应温度和盐酸浓度，成功合成了一种形貌均匀且可控的WO3神经网络状结构。此外，本研究系统地考察了所制备WO3颗粒的光致变色响应时间，并筛选出响应速度最快的最佳样品。为了显著提升光致变色性能，本研究引入了稀土元素铒（Er）作为掺杂剂。...
2026
-
10
-
21
点击次数:
17
来源：X-MOL为了寻找高效的二氧化碳还原光催化剂，稀土元素掺杂因其独特的电子结构和能级而备受关注，这些特性能够显著提高光吸收和电荷转移效率。本研究采用表面活性剂辅助水热法合成了铒掺杂的二维超薄BiOCl纳米片。铒掺杂不仅抑制了光生载流子的复合，而且进一步增强了BiOCl纳米片的光催化记忆效应。铒掺杂与预先可见光照射诱导的光催化记忆效应的协同作用，极大地调控了BiOCl纳米片的内部电子态。实验和密...
2026
-
10
-
20
点击次数:
37
来源：X-MOL追求甲醇氧化羴基化为二甲基碳酸酯（DMC）高效催化剂的努力受限于在传统单基点/混合位点同时激活 CO 和甲醇的动力学挑战。本研究通过对双金属锌/铒-ZIF 进行热解，演示 0 了 Co–CoO x 界面工程策略，以构建 Co@NC 催化剂。系统调节锌/辅导比和热解温度控制纳米颗粒尺寸和氧化态，产生最佳催化剂 Co@NC-4，表现出高 DMC 时空产率（5.9 g DMC g cat...