《Nature Nanotechnology》:一种半导体超晶格! 2024-08-05 17:12:03 广泛的过渡金属二硫族化合物(TMDC)半导体可作为单层(ML)晶体,因此,将每种材料精确地集成到范德瓦尔斯(vdW)超晶格(SLs)中,可以实现具有以前未探索过的功能新结构。在此,来自韩国浦项科技大学的 Moon-Ho Jo等研究者,报道了一种由MoS2、WS2和WSe2等两种不同TMDC MLs组成的具有可编程堆积周期的vdWSLs的原子层-层外延生长。相关论文以题为“Heteroepitaxial van der Waals semiconductor superlattices”发表在Nature nanotechnology上。论文链接:https://www.nature.com/articles/s41565-021-00942-z 数十年来,半导体超晶格(SLs),即在原子厚度范围内由两个交替半导体组成的周期性层状结构,已成为现代电子、光子学和显示技术中各种异质结器件的材料平台。这种突出的SL例子有很多,通常为III-V化合物半导体SLs(即GaAs/AlGaAs和GaInAs/AlInAs),如,用于高电子迁移率的晶体管和量子级联激光器,用于发光二极管的GaN/AlGaN SLs以及用于应变Si互补金属氧化物半导体的Si/Ge SLs等等。其中,组成的半导体通过晶格匹配相干的异质界面共价结合,其中二维载流子根据层间耦合强度的程度形成不同的量子阱(QW)结构。同时,范德瓦尔斯(vdW)半导体,通常来源于过渡金属二硫属化合物(TMDCs, MX2,其中M和X分别代表过渡金属离子和硫根离子),自然会在单元单分子层(ML)中通过无化学键的vdW间隙产生固有的2D限制。这种vdW半导体MLs显示了不同的电子结构,因此,它们有希望通过将每种vdW QW结构精确地集成到SLs中来创建一种新的vdW QW结构。尽管研究者对不同vdW MLs的双层堆叠进行了广泛的研究,以研究新型的层间激子,例如层间激子和与扭角相关的强相关性,对vdW SLs的QW态了解较少,主要是因为它们无法通过精确的ML-by-ML合成得到。本文中,研究者注意到近年来半导体金属vdW异质结构阵列的图案化生长和径向vdW SLs的折叠平面vdW异质结构的发展。它们通常是通过与大气中的一些杂质进行人工转移堆垛来制备的,这对于可扩展的集成来说可能不是不可避免的。在此,研究者报道了利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术直接生长vdW SLs,该技术由MoS2、WS2和WSe2 MLs异质外延堆积而成。通过近平衡极限下异核成核的动力学控制,实现了精确的ML-by-ML序列堆垛。这种ML-by-ML堆叠外延,使得能够实现ML精度可调的vdW SL电子结构。研究者用不同的方法确定了vdW异质界面上的几种原子堆积顺序。与共价半导体相比,vdW ML半导体通常具有更大、更长久的自旋谷极化载流子,可由圆偏振光有效地产生。以相干二维vdW异质界面上的II型带排列为例,研究者演示了谷极化载流子激发——vdW ML半导体中最显著的电子特性之一——根据研究者的(MoS2/WS2)n SLs中的堆栈号n对光激发进行缩放。 图1 MoS2/WS2 SLs的ML-by-MLvdW异质外延。 图2 具有可调周期的vdW SLs设计异质外延。 图3 WSe2/WS2/MoS2三层层面内晶体结构的异质外延演化。 图4 II型MoS2/WS2 SLs中的谷极化中间层激发。综上所述,研究者报道了利用ML-by-ML异质外延技术,实现了周期可调vdW半导体SLs的生长。研究者验证了SLs中vdW异质界面上的相干原子堆积顺序。这种相干vdW SLs提供了一套新的可调谐二维电子系统,为研究未知性质和功能的各种固态现象提供了挑战性的机会。作为范例,研究者提出了仅适用于vdW SLs中一系列2D II型带排列的缩放谷偏振光激发。因此,外延设计的vdW SLs可以作为一种具有不同vdW接口的新型QW态的可扩展平台。(文:水生) 赞 (0) 相关推荐 “芯”基建-25:衬底:治愈芯片一生或用芯片一生去治愈 汪炼成 2021/06/01 "幸福的童年治愈一生,不幸的童年需要一生去治愈." "好的衬底治愈芯片一生,'不好'的衬底需要芯片一生去治愈." 芯片用衬底可分 ... 通信卫星的太阳电池板——化合物半导体太阳电池 在种类繁多的化合物半导体材料中, 不乏兼备优良光电特性.高稳定性.宜于加工制造的太阳能电池材料.化合物可构成同质结太阳能电池.异质结太阳能电池和肖特基结太阳能电池.它既可制成高效或超高效太阳能电池,又 ... 铝酸镁钪(ScMgAlO4)晶体-一种GaN和ZnO异质外延用理想的衬底材料 铝酸镁钪(ScMgAlO4) ScAlMgO4晶体是最近发展起来的一种GaN和ZnO异质外延用理想的衬底材料,是目前与GaN和ZnO晶格失配最小的新型衬底材料.ScAlMgO4晶体属于六方晶系,晶格常 ... Nature子刊| 22种肿瘤作为原发性肿瘤模型的综合转录组学分析 推荐:江舜尧 编译:西西 编辑:马莉 加州大学旧金山分校巴卡尔计算健康科学研究所T. Goldstein1团队于2019年8月8日在Nature Communications 上发表了题名为<C ... 科普 | Nature:一种解决抗生素耐药性问题的方法一直就在咱们眼皮底下 亚历山大.弗莱明于1928年发现青霉素,这一发现革新了治疗细菌感染的方法.从那以后,科学家一直寻找新的抗生素来应对人类遭受的各种感染以及不断增加的抗生素耐药性的威胁. 近来,来自图宾根大学的研究人员发 ... Nature nanotechnology:血液细胞外囊泡用于靶向药药物效用评估 随着生物医学研究的不断深入,对于肿瘤的治疗策略也从非靶向的化疗.放疗逐渐过渡到了以靶向药物为主的针对肿瘤细胞关键分子靶标的靶向治疗策略.随之而来的问题是如何判断一个病人的肿瘤对特定治疗策略具有响应.目 ... Nature Nanotechnology:细胞模拟纳米诱饵中和SARS-CoV-2并减轻COVID-19非人类灵长类动物肺损伤 由严重急性呼吸系统综合症冠状病毒2 (SARS-CoV-2) 引起的2019年冠状病毒病 (COVID-19) 已发展成为全球大流行病,迄今为止只有少数抗病毒治疗获得批准.血管紧张素转换酶2 (ACE ... 《Nature Nanotechnology》突破性进展!对健康细胞没有伤害的癌症靶向治疗 这项突破性的技术可能会彻底改变癌症和一系列疾病的治疗. 特拉维夫大学的这项突破性技术可能会给癌症和一系列疾病的治疗带来革命性的变化.在这项研究的框架内,研究人员能够创造一种新的方法,将基于RNA的药物 ... Nature:一种天然蛋白可促进肌肉干细胞增殖,或能逆转肌肉萎缩 towersimper 生物谷 今天 本文系生物谷原创整理 当我们肌肉撕裂时,肌肉内的干细胞会进行修复.我们不仅可以看到这种情况发生在严重的肌肉萎缩疾病中,如肌肉萎缩症和在战争中幸存下来的退伍军人的灾 ... Nature Nanotechnology:松弛素通过肝巨噬细胞外泌体介导肝纤维化的缓解 近日,北卡罗来纳大学黄力夫教授团队在NatureNanotechnology杂志(影响因子31.538)上发表文章,报道了肝巨噬细胞充当松弛素介导的肝纤维化缓解的中心枢纽,外泌体在其中发挥重要作用,介 ... 半导体超晶格国家重点实验室 半导体超晶格国家重点实验室(The State Key Laboratory of Superlattices and Microstructures)于1988年3月由国家计委组织专家论证并批准后开 ... Nature:一种大规模生产水溶性石墨烯纳米片的绿色方法 石墨烯独特的性能使其广泛应用于印刷电子,涂料,能量存储,分离膜,生物医学和复合材料等领域:然而,石墨烯高效剥离成单层或几层的纳米片仍然是石墨烯实现基本研究和应用的一大瓶颈. 通常,石墨烯在纯化和分散过 ...