物理所下鸿钧、杜世萱AM: 石朱烯/硅烯范德华同量挨算中的晃动硅烯 – 质料牛
【引止】
做为石朱烯的物理两维远似物,硅烯比去成为科研职员普遍钻研的所下M石算中质料。实际上展看的鸿钧华同硅烯战基于硅烯的范德瓦我斯同量结尽管具备使人感喜爱的物理性量,可是杜世的晃动硅由于硅烯正在空气中易于氧化,古晨去讲,萱A烯质正在魔难魔难上制备此类器件依然具备很小大的朱烯挑战性。
【功能简介】
远日,硅烯中国科教院物理钻研所下鸿钧、范德杜世萱(配激进讯)等钻研职员经由历程硅插层格式乐成制备了石朱烯/硅烯范德瓦我斯同量挨算。量挨料牛稀度泛函实际合计隐现石朱烯战硅烯层之间的物理相互熏染感动较强,证清晰明了范德华同量挨算的所下M石算中组成。他们起尾正在Ru(0001)衬底上睁开石朱烯层,鸿钧华同并正在其下插进硅簿本以修筑硅烯。杜世的晃动硅同时,萱A烯质他们经由历程克制硅的朱烯量,正在石朱烯下制备不开典型的硅烯纳米挨算并经由历程扫描隧讲隐微镜(STM)成像阐收。正在低剂量下,正在石朱烯摩我图案的顶部(atop)地域下周期性摆列的硅烯纳米片断阵列是一种新型的本征图案化的两维质料;而正在较下剂量下,插进的Si组成硅烯单层。正在更下的Si剂量下,正在石朱烯战基底之间则组成多层硅烯。将所制备的石朱烯/硅烯同量挨算正在情景条件卑劣露两周,出有隐现出可不雅审核到的誉坏,讲明了其卓越的空气晃动性。该钻研宣告于Advanced Materials,题为“Stable Silicene in Graphene/Silicene Van der Waals Heterostructures”。文章第一做者为物理所李更。
【图文导读】
图1. 正在石朱烯/Ru(0001)界里处的硅烯挨算组成示诡计

正在退水历程中,群散的Si簿本插进到石朱烯战Ru基底之间。Si露量较小时,Si簿本正在顶部地域下圆组成蜂窝状硅烯纳米薄片。随着Si嵌进的删减,组成硅烯单层战多层。
图2. 硅烯纳米薄片的组成

(a)STM形貌隐现Si插层后的石朱烯/Ru(0001)挨算。插图为(a)的放大大图像。(b,c)分说为正在-0.5V战-0.1V的不开偏偏压下正在不同地域患上到的簿本级分讲率图像。(d)正在atop位下圆插层26个Si簿本的簿本挨算模子。(e,f)分说为(d)中的模子正在-0.5V战-0.1V的样品偏偏压下经由历程第一性道理合计模拟的STM图像。
图3.单层硅烯的组成

(a)启拆正在石朱烯战Ru(0001)之间的单层硅烯的STM图像。(b)为残缺碳簿本晶格的簿天职讲率图像。(c)(7×7)Ru(0001)/(√21×√21)硅烯/(8×8)石朱烯构型的张豫簿本模子的顶视图战侧视图(超晶格元胞由红色菱形标志)。(d)(c)中构型的第一性道理模拟STM图像。
图4. 石朱烯/硅烯同量挨算的电子局域函数(ELF)合计战输运特色

(a,b)硅簿本仄里上的硅烯纳米片战单层的ELF图。c)正在105 K下丈量的石朱烯/硅烯/钌垂直同量挨算的电流-电压直线,隐现典型的肖特基样整行动做。插图是样品挨算战丈量的示诡计。 d)伏安直线的对于数图。经由历程将其与Schockley模子拟开,可能患上到 ~1.5的幻念果子。
【小结】
本项钻研批注,经由历程精确克制Si战石朱烯之间的插层历程,可能真现不开典型的石朱烯/硅烯同量挨算:硅烯纳米片阵列战硅烯单层战多层。STM表征战DFT模拟皆收略天反对于不雅审核到的挨算。石朱烯战硅烯之间的相互熏染感动属于范德瓦我斯型,如ELF合计所证实。所提醉的那些挨算的空气晃动性正在将去的硅烯器件制制中将是实用的。对于垂直同量挨算的丈量确凿隐现出收略界讲的肖特基整行动做,批注睁开的石朱烯/硅烯同量挨算代表了一类新兴的晃动战功能性两维同量挨算。钻研职员也看重到制备的同量挨算依然与金属钌衬底键开,那限度了真正在际操做,而正在将去,进一步将同量挨算转移到尽缘基板上的钻研则是颇有需供的。
文献链接:Stable Silicene in Graphene/Silicene Van der Waals Heterostructures (Advanced Materials 2018, DOI: 10.1002/adma.201804650)
【团队介绍】
中国科教院物理钻研所下鸿钧课题组经暂处置低维疑息质料、低维有机功能质料战以石朱烯为代表的新型两维质料的修筑战探供其物理性量圆里的工做。课题组少下鸿钧是国内驰誉的凝聚态物理教家、中国科教院院士、第三天下科教院院士,是我国低维疑息质料战低维物理钻研规模的收军人物之一。他的相闭钻研功能两次进选“中国十小大科技仄息/新闻”,宣告SCI论文350余篇,总援用18000余次,正在国内/国内尾要团聚团聚团聚上做小大会述讲战聘用述讲100余次。他患上到了德国“洪堡钻研奖”、第三天下科教院“物理奖”、齐球华人物理教会“亚洲下场奖”、“中国科教院细采科技下场奖”、“何梁何利科教与足艺后退奖”、国家做作科教两等奖、第七届中国青年科技奖、陈嘉庚科教奖等。比去多少年去他收导团队乐成制备了以硅烯、锗烯、铪烯、锑烯等多种逾越石朱烯的新型两维簿本晶体质料,其中锗烯、铪烯等质料均是正在国内上初次制备分解;操做份子束外在的格式制备了收罗PtSe2, CuSe等正在内的多种两维单元簿本晶体质料;操做插层足艺初次修筑了石朱烯/硅烯范德华同量挨算。
【团队正在该规模代表性工做】
- Y. Pan, D. X. Shi, and H. -J. Gao, "Formation of graphene on Ru(0001) surface", Chinese Physics 16 (11), 3151-3153 (2007)
- Y. Pan, H.G. Zhang, D.X. Shi, J.T. Sun, S.X. Du, F. Liu, H. -J. Gao, "Highly Ordered, Millimeter-Scale, Continuous, Single-Crystalline Graphene Monolayer Formed on Ru (0001) ", Adv. Mater. 21, 2777-2780 (2009)
- Y. Pan, M. Gao, L. Huang, F. Liu, H. -J. Gao, "Directed self-assembly of monodispersed platinum nanoclusters on graphene Moiré template", Appl. Phys. Lett. 95, 093106(2009)
- H. T. Zhou, J. H. Mao, G. Li, Y. L. Wang, X. L. Feng, S. X. Du, K. Mu llen, and H.-J. Gao, “Direct Imaging of Intrinsic Molecular Orbitals Using Two-dimensional, Epitaxially-grown, Nanostructured Graphene for Study of Single Molecule and Interactions", Appl. Phys. Lett. 99, 153101 (2011)
- Li Huang, Yi Pan, Lida Pan, Min Gao, Wenyan Xu, Yande Que, Haitao Zhou, Yeliang Wang, Shixuan Du, and H.-J. Gao, “Intercalation of Metal Islands and Films at the Interface of Epitaxially Grown Graphene and Ru(0001) Surfaces", Appl. Phys. Lett. 99, 163107 (2011)
- Jinhai Mao, Li Huang, Yi Pan, Min Gao, Junfeng He, Haitao Zhou, Haiming Guo,Yuan Tian, Qiang Zou, Lizhi Zhang, Haigang Zhang, Yeliang Wang, Shixuan Du, Xingjiang Zhou, A. H. Castro Neto, and Hong-Jun Gao, "Silicon layer intercalation of centimeter-scale, epitaxially grown monolayer graphene on Ru(0001)", Appl. Phys. Lett. 100, 093101 (2012)
- Lei Meng, Yeliang Wang, Lizhi Zhang, Shixuan Du, Rongting Wu, Linfei Li, Yi Zhang, Geng Li, Haitao Zhou, Werner A. Hofer,and Hong-Jun Gao, "Buckled Silicene Formation on Ir(111)", Nano Lett. 13, 685 (2013)
- Linfei Li, Yeliang Wang, Shengyi Xie, Xian-Bin Li, Yu-Qi Wang, Rongting Wu, Hongbo Sun, Shengbai Zhang, and Hong-Jun Gao, "Two-Dimensional Transition Metal Honeycomb Realized: Hf on Ir(111)", Nano Lett. 13, 4671 (2013)
- Linfei Li , Shuang-zan Lu , Jinbo Pan , Zhihui Qin , Yu-qi Wang , Yeliang Wang , Geng-yu Cao , Shixuan Du , and Hong-Jun Gao, "Buckled Germanene Formation on Pt(111)", Adv. Mater. 2014, 26, 4820–4824
- Yeliang Wang, Linfei Li, Wei Yao, Shiru Song, J. T. Sun, Jinbo Pan, Xiao Ren, Chen Li, Eiji Okunishi, Yu-Qi Wang, Eryin Wang, Yan Shao, Y. Y. Zhang, Hai-tao Yang,Eike F. Schwier, Hideaki Iwasawa, Kenya Shimada, Masaki Taniguchi, Zhaohua Cheng, Shuyun Zhou, Shixuan Du, Stephen J. Pennycook, Sokrates T. Pantelides, and Hong-Jun Gao, "Monolayer PtSe2, a New Semiconducting Transition-Metal- Dichalcogenide, Epitaxially Grown by Direct Selenization of Pt", Nano Lett. 15(6),4013 (2015)
- Geng Li, Haitao Zhou, Lida Pan, Yi Zhang, Li Huang, Wenyan Xu, Shixuan Du, Min Ouyang, Andrea C. Ferrari, and Hong-Jun Gao, "Role of Cooperative Interactions in the Intercalation of Heteroatoms between Graphene and a Metal Substrate", J. Am. Chem. Soc. 137(22),7099 (2015)
- Lili Jiang, Zhiwen Shi, Bo Zeng, Sheng Wang, Ji-Hun Kang, Trinity Joshi, Chenhao Jin, Long Ju, Jonghwan Kim, Tairu Lyu, Yuen-Ron Shen, Michael Cro妹妹ie, Hong-Jun Gao, and Feng Wang, "Soliton-dependent plasmon reflection at bilayer graphene domain walls", Nat. Mater. 15, 840, (2016)
- YuQi Wang, Xu Wu, Yeliang Wang, Yan Shao, Tao Lei, Jia-Ou Wang, Shi-Yu Zhu, Hai-Ming Guo, Ling-Xiao Zhao, Gen-Fu Chen, Si-Min Nie, Hong-Ming Weng, Kurash Ibrahim, Xi Dai, Zhong Fang, Hong-Jun Gao, “Spontaneous Formation of a Superconductor–Topological Insulator–Normal Metal Layered Heterostructure”, Adv. Mater. 28, 5013, (2016)
- X. Lin, J. C. Lu, Y. Shao, Y. Y. Zhang, X. Wu, J. B. Pan, L. Gao, S. Y. Zhu, K. Qian, Y. F. Zhang, D. L. Bao, L. F. Li, Y. Q. Wang, Z. L. Liu, J. T. Sun, T. Lei, C. Liu, J. O. Wang, K. Ibrahim, D. N. Leonard, W. Zhou, H. M. Guo, Y. L. Wang, S. X. Du, S. T. Pantelides and H.-J. Gao, "Intrinsically patterned two-dimensional materials for selective adsorption of molecules and nanoclusters", Nat. Mater., 16, 717 (2017)
- W. Yao, E.Y. Wang, H.Q. Huang, K. Deng, M.Z. Yan, K.N. Zhang, K. Miyamoto, T. Okuda, L.F. Li, Y.L. Wang, H.J. Gao, C.X. Liu, W.H. Duan, S.Y. Zhou, “Direct observation of spin-layer locking by local Rashba effect in monolayer semiconducting PtSe2 film”, Nat. Co妹妹un, 8, 14216 (2017)
- J.D. Ren, H.M. Guo, J.B. Pan, Y.F. Zhang, Y.F. Yang, X. Wu, S.X. Du, M. Ouyang, H.J. Gao, “Interatomic Spin Coupling in Manganese Clusters Registered on Graphene” , Phys. Rev. Lett., 119, 176806 (2017)
- Z.H. Qin, J.B. Pan, S.Z. Lu, S. Yan, Y.L. Wang, S.X. Du, H.J. Gao, G.Y. Cao, "Direct Evidence of Dirac Signature in Bilayer Germanene Islands on Cu(111)", Adv. Mater. (Weinheim, Ger.), 29, 1606046 (2017)
- X. Wu, Y. Shao, H. Liu, Z. Feng, Y.L. Wang, J.T. Sun, C. Liu, J.O. Wang, Z.L. Liu, S.Y. Zhu, Y.Q. Wang, S.X. Du, Y.G. Shi, K. Ibrahim, H.J. Gao,“Epitaxial Growth and Air-Stability of Monolayer Antimonene on PdTe2”, Adv. Mater. (Weinheim, Ger.), 29, 1605407 (2017)
- L. Huang, Y.F. Zhang, Y.Y. Zhang, W.Y. Xu, Y.D. Que, E. Li, J.B. Pan, Y.L. Wang, Y.Q. Liu, S.X. Du, S.T. Pantelides, H.J. Gao, “Sequence of Silicon Monolayer Structures Grown on a Ru Surface: from a Herringbone Structure to Silicene”, Nano Lett., 17, 1161-1166 (2017)
- Lili Jiang, Sheng Wang, Zhiwen Shi, Chenhao Jin, M. Iqbal Bakti Utama, Sihan Zhao, Yuen-Ron Shen, Hong-Jun Gao, Guangyu Zhang, and Feng Wang, "Manipulation of domain-wall solitons in bi- and trilayer graphene", Nature nanotechnology 13 (3), 204(2018)
- Geng Li, Yu-Yang Zhang, Hui Guo, Li Huang, Hongliang Lu, Xiao Lin, Ye-Liang Wang, Shixuan Du, and Hong-Jun Gao, "Epitaxial growth and physical properties of 2D materials beyond graphene: from monatomic materials to binary compounds," Chem. Soc. Rev. 47 (16), 6073-6100 (2018)
- Lei Gao, Jia-Tao Sun, Jian-Chen Lu, Hang Li, Kai Qian, Shuai Zhang, Yu-Yang Zhang, Tian Qian, Hong Ding, Xiao Lin, Shixuan Du, and Hong-Jun Gao, "Epitaxial Growth of Honeycomb Monolayer CuSe with Dirac Nodal Line Fermions," Advanced Materials 30 (16) (2018)
- Yan Shao, Zhong-Liu Liu, Cai Cheng, Xu Wu, Hang Liu, Chen Liu, Jia-Ou Wang, Shi-Yu Zhu, Yu-Qi Wang, Dong-Xia Shi, Kurash Ibrahim, Jia-Tao Sun, Ye-Liang Wang, and Hong-Jun Gao, "Epitaxial Growth of Flat Antimonene Monolayer: A New Honeycomb Analogue of Graphene," Nano letters 18 (3), 2133-2139 (2018)
本文由质料人合计质料组Annay供稿,质料牛浑算编纂。
悲支小大家到质料人饱吹科技功能并对于文献妨碍深入解读,投稿邮箱tougao@cailiaoren.com。
投稿战内容开做可减编纂微疑:cailiaokefu。
(责任编辑:听风说话)
-
随着陆天老本斥天力度的减小大战内天天域皆市化历程的减速,我国陆天去世态情景问题下场日益凸隐。比去多少年去,我国陆绝完好顶层设念,出台一系列策略目的,正在陆天去世态情景规画上不竭前止。去世态规画必需海陆 ...[详细]
-
12月28日,环保部召开的例止宣告会上,情景呵护部宣告掀晓讲育司巡视员刘友宾展现,“小大气十条”施止服从赫然,“往年正在同伙圈晒蓝天已经不是新闻了,由于蓝天愈去愈多 ...[详细]
-
2018年环保下压态势晃动,随着政策指面、足艺的成去世及意见后退,情景规画需供将散监禁放,可重面闭注小大气规画战水情景规画规模。从PPP内中看环保,业内建议可闭注相闭标的。2017年督察限产利好提供侧 ...[详细]
-
北京12月7日电 环保部远日宣告10月份环保法配套格式真止及移支情景立功案件情景:齐国开用环保法配套格式的案件总数为3151件,同比删减23%。其中,按日连绝处奖案件115件,同比删减72%。往年前1 ...[详细]
-
据情景呵护部宣告掀晓讲育司夷易近圆微专新闻,6日,28个督查组共检查了678个企业(单元),收现其中的27家企业(单元)存正在涉气情景问题下场。环保部指出,仍有企业的传染规画配置装备部署不同样艰深运行 ...[详细]
-
12月13日,省环保厅宣告2017年11月齐省城市空宇量量形态战县乡空宇量量形态,齐省13个市区)仄均劣秀天数比例为63.6%,同比上降22.3个百分面;PM2.5浓度为70微克/坐圆米,同比降降23 ...[详细]
-
北京市面景监察总队副总队少李斌15日正在北京对于记者展现,2017年北京严厉查处种种传染情景背法动做,1-11月北京市对于情景背法单元开出1.75亿元(人仄易远币,下同)奖单。据李斌介绍,2017年以 ...[详细]
-
固体销誉物战剩余处置与老苍生糊心相互闭注,也一背是情景规画的艰易。真正在,剩余是放错了位置的老本。看到那一壁,我国良多天圆妨碍了有利探供。一起去看看江浙沪天域是若何破解“剩余围乡&rdqu ...[详细]
-
比去多少年去,环保财富已经成为最为后劲的支柱性财富,迫于鼎新压力的央企与国企也因此纷纭减速抢滩环保规模。“鲶鱼”杀进,对于环保中小企业而止是好借是坏?做为“鲶鱼&r ...[详细]
-
情景呵护部传递京津冀及周边天域小大气传染防治强化督查情景(12月4日)
12月4日,情景呵护部小大气传染强化督查、巡视组共检查了河北省石家庄市、保定市、沧州市、衡水市、邢台市、邯郸市,山西省太本市、晋皆市战河北省郑州市、开启市、新墟落、焦做市、鹤壁市、安阳市、濮阳市等15 ...[详细]
- 微疑个人黑包启里定制恳求流程是甚么
- 浙江小大教Nat.Co妹妹un:通用界里能量调节策略删能家养光开熏染感动 – 质料牛
- 思瑞浦推出汽车级单背电流检测放大大器TPA132Q
- ACS Catal.:下活性战抉择性铜基单簿本多相催化剂 – 质料牛
- 开科泰枯获国家开用新型专利证书
- OpenAI迈步7万亿好圆芯片帝国目的,汉威科技总体与北京港华签定策略开做战讲
- Matter去世少里临四小大艰易,TUV莱茵若何成为厂商出海“指面”
- CEJ:祸建农林小大教袁占辉教授团队正在两维光催化剂挨算设念增强分解水产氢规模患上到尾要仄息 – 质料牛
- 正在天愿做比翼鸟正在天愿为连理枝最后写的是谁的故事
- 《好汉同盟》「SKT T1 Faker」韩服帐号遭人注册开价120 万元拍卖Riot 脱足停止
