您现在的位置是: > 明星八卦
Nature:范德华异质结构中的新发现 – 材料牛
2024-12-26 02:23:17【明星八卦】4人已围观
简介一、【科学背景】 在过去的几十年中,人们一直在努力实验性地探索Luttinger液体。在一维金属、半导体纳米线、拓扑边缘态和双晶界缺陷中观察到了弱相互作用的Luttinger液体,其中自旋-电荷分离
一、范德发现【科学背景】
在过去的华异几十年中,人们一直在努力实验性地探索Luttinger液体。质结在一维金属、构中半导体纳米线、材料拓扑边缘态和双晶界缺陷中观察到了弱相互作用的范德发现Luttinger液体,其中自旋-电荷分离和隧道概率的华异幂律缩放已被观察到。然而,质结由于不可避免的构中弱无序和杂散场的影响,表征低密度下的材料强相互作用一维电子更加困难。
悬空的范德发现半导体碳纳米管为探索低密度区域提供了一个有用的平台,在碳纳米管的华异电传输和扫描单电子晶体管(SET)测量中观察到了Wigner晶体化的迹象。然而,质结即使是构中这些纳米管中的少数电子Wigner晶体也因无序而严重畸变,从而阻碍了对准长程有序性的材料研究以及从强相互作用Wigner晶体到弱相互作用Luttinger液体的交叉。实验上表征耦合Luttinger液体阵列更具挑战性,因为缺乏合适的平台。已经提出高温超导体的条纹相和扭曲的WTe2中的各向异性摩尔超晶格可能提供耦合的一维电子链,但这些材料的微观描述仍然缺乏。
二、【创新成果】
近日,加州大学伯克利分校研究人员证明范德华异质结构中的层堆叠畴壁(DW) 是探索一维卢廷格液体中自旋和轨道量子行为的理想平台,具有可调相互作用强度。堆叠的DW可以以孤立形式(产生单个一维电子链)或作为自组装的周期性卢廷格液体阵列形成。DW的一个优点是它们嵌入在二维范德华异质结构中,这些结构表现出低结构无序,并促进方便的电子器件制造和表征。使用扫描隧道显微镜(STM),作者直接成像了在不同相互作用机制下,通过电子密度调节的基于DW的Luttinger液体的演变,揭示了新的量子现象。
图1(a)STM测量门控双层WS2器件的示意图。(b)双层WS2中堆叠DWs的典型STM形貌图像。© 2023 Springer Nature
实验装置涉及集成到STM中的60°扭曲双层WS2器件。这种人工堆叠在双层WS2中引入了畴壁(DW),从而创建了一个研究Luttinger液体行为的平台。双层WS2放置在石墨背栅上方的六方氮化硼(hBN)薄片上,并使用石墨烯纳米带接触电极来最大限度地降低器件电阻。
图2(a)一维Wigner晶体的隧道电流测量。(b)表中列出了图a中显示的图像的电子间距和相应的无量纲参数值。© 2023 Springer Nature
在低电子密度下,孤立的DW表现出一维Wigner晶体形成,其中电子形成由长程库仑相互作用稳定的准长程有序晶格。随着电子密度的增加,观察到从一维Wigner晶体到二聚Wigner晶体的交叉,然后到弱相互作用的Luttinger液体。这种交叉的特点是隧道电流图和快速傅里叶变换(FFT)分析的变化,揭示了与各种电子密度状态相对应的不同周期结构。
图3一维Wigner-Friedel交叉。(a)隧道电流图的演变。(b)隧道电流的二维图。(c)图b数据的快速傅里叶变换(FFT)。(d)有限一维电子链的局部电子密度分布的密度矩阵重整化群(DMRG)计算结果,作为平均密度的函数。(e)图d结果的FFT。© 2023 Springer Nature
图4一维DW阵列中电子晶体到近晶相的转变。(a-h)隧道电流图。(i-p)a-h图像的二维FFT图。© 2023 Springer Nature
该研究扩展到DW阵列,揭示了链内和链间相互作用之间的相互作用所产生的丰富现象。在低电子密度下,DW Wigner晶链呈现出交错结构,形成各向异性的二维电子晶格。这种配置最大限度地减少了DW之间的相互作用,从而创建了新的结晶相。在较高的电子密度下,这种交错相转变为电子近晶液晶相。该相的特征是相邻Wigner晶体之间空间相干性的丧失,类似于传统液晶中观察到的转变。2D FFT 图证实了晶体到近晶相的转变,低密度下的尖锐衍射峰转变为较高密度下的漫射线,反映了 DW 间相干性的损失。
该研究证明了范德华异质结构中的层堆叠畴壁(DW)形成广泛可调的Luttinger液体系统,以“Imaging tunable Luttinger liquid systems in van der Waals heterostructures”为题发表在国际顶级期刊Nature上,引起了相关领域研究人员热议。
三、【科学启迪】
综上所述,本文展示了由范德华异质结构中的层堆叠DWs产生的不同单轴应变,为探索Luttinger液体物理学提供了巨大的机会。虽然作者使用了简单的二维半导体WS2作为模型系统,但类似的孤立DWs和周期性DW阵列可以在任何具有单轴应变的二维双层材料中实现。在新的范德华异质结构中,如二维电荷密度波材料、二维磁性材料和二维超导体,可能会从DWs中出现各种奇异的Luttinger液体现象。
原文详情:Hongyuan Li, Ziyu Xiang, Tianle Wang, Mit H. Naik, Woochang Kim, Jiahui Nie, Shiyu Li, Zhehao Ge, Zehao He, Yunbo Ou, Rounak Banerjee, Takashi Taniguchi, Kenji Watanabe, Sefaattin Tongay, Alex Zettl, Steven G. Louie, Michael P. Zaletel, Michael F. Crommie & Feng Wang. Imaging tunable Luttinger liquid systems in van der Waals heterostructures. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07596-6
本文由景行撰稿
很赞哦!(86735)
相关文章
- 多项电力目的开射经济运行新动能、新趋向
- 留念磁性质料专家 詹文山 – 质料牛
- Nano Energy: 借力机械进建,真现将去“簿本催化剂”快捷实用筛选 – 质料牛
- 浑华小大教硅消融的尺寸效应及其机制挨开瞬态电子器件寿命调控新思绪 – 质料牛
- 新开源:光伏组件价钱晃动,PVP暂无减价用意
- 电化教合计系列之电池质料合计问疑课即将开讲 – 质料牛
- 30秒视频回念50年天如下国SCI论文数去世少 中国积少成多 – 质料牛
- Adv. Funct. Mater.:经由历程协同磷化战热解将RhPx嵌进N,P共异化碳纳米壳中,真现下效析氢反映反映 – 质料牛
- 4.588GW村落级扶贫电站纳进国家补掀规模
- 殷亚东教授Angewandte Chemie:铜纳米棒的限域空间制备及光热驱动 – 质料牛
热门文章
站长推荐
将去的窗户战幕墙 可能约莫操做太阳能收电
下熵开金规模下被引的11篇文章,给过您那些开辟? – 质料牛
盘面那些怪异的“面石成金”真例:销誉物变兴为宝制备新质料 – 质料牛
Progress in Materials Science少篇综述:陷阱克制型应力收光质料 – 质料牛
多项电力目的开射经济运行新动能、新趋向
化繁从简:教会那招用 PPT 绘纳米挨算也是超级简朴的 – 质料牛
朱建新战于波Nano Energy: Ni/YSZ电极概况积碳动态历程的本位表征、机理钻研与改性足腕 – 质料牛
中国科教院物理钻研所胡怯胜&陆雅翔Nature Energy:下比能长命命水系钾离子齐电池 – 质料牛
友情链接
- 华东理工小大教应佚伦Nat. Co妹妹un.: 经由历程电化教的格式正在纳米通讲内真现群散引激发光动态历程的调控及可视化 – 质料牛
- 北小大&牛津&上科小大Science子刊:剖析超下迁移率层状硒氧化铋半导体的电子挨算 – 质料牛
- 好国空军魔难魔难室Acta Materialia:下熵开金的特色及其钻研远况 – 质料牛
- 于波、朱建新、刘好林等Adv. Energy Mater.:偏偏析迷惑自组拆天去世下活性钙钛矿减速OER能源教 – 质料牛
- 变“兴”为“宝”——操做电解液有害HF酸构建下氟正极界里呵护膜 – 质料牛
- materials today综述:中形影像开金的相变条件与超相容性 – 质料牛
- 老瓶拆新酒——金属Cu箔用于下功能Li2S齐电池 – 质料牛
- 唐本忠、蒋兴宇&郑文富 Adv. Funct. Mater.: 一种单功能群散引激发光的收光素监测战杀去世多药耐药细菌 – 质料牛
- 复开质料小大牛A. R. Studart最新Natrue:分级液晶散开物挨算的3D挨印 – 质料牛
- 北航张瑞歉Adv. Funct. Mater.:下度柔性两维过渡族金属碳化物概况电化教晃动性与应变调控锂存储功能的钻研 – 质料牛
- 一篇综述尽览:石朱烯战其余2D质料正在太阳能光伏中的操做 – 质料牛
- 【IOP专栏】安徽小大教朱谦洲教授团队散漫Rongchao Jin 教授Nano Futures:经由历程配体战开金化去调控具备32个金属簿本簇开物的挨算 – 质料牛
- 张金星北都门范小大教Nature Co妹妹un.:铁电极化的水印刷 – 质料牛
- 兰州小大教 魏华 Macromolecules: 露同相散开物刷的环状刷形散开物的制备及其做为药物载体的钻研 – 质料牛
- Adv. Funct. Mater. : CsPbBr3薄膜限域睁开及其正不才功能光电探测器中的操做 – 质料牛
- 那些与诺贝我奖擦肩而过的华人科教家 – 质料牛
- John B. Goodenough德克萨斯小大教Angew:室温液体Na
- Angew. Chem. Int. Ed. 热面论文: 亚稳态金属间化开物Cu3Pb的收现 – 质料牛
- MMTA:TRIP钢电阻面焊缺陷机理钻研及其对于功能的影响 – 质料牛
- 两维纳米质料——类水滑石(LDHs)用于气体战液体膜分足历程的最新钻研仄息 – 质料牛
- 斯坦祸小大教JACS:散开物涂层对于电群散锂金属的影响 – 质料牛
- 盘面:第一性道理正在质料科教上的操做仄息 – 质料牛
- 武汉理工麦坐强&军科院张浩Nature子刊:梯度亲/憎锂呵护膜确保金属锂电池“超级牢靠” – 质料牛
- 荧光探针面明的去世命科教天下 湖北小大教张晓兵教授战谭蔚泓院士课题组Chem. Soc. Rev.: 小份子荧光探针正在癌症成像中的操做 – 质料牛
- 好国布朗小大教Ou Chen教授今日Nature:去自往顶四里体量子面中的超挨算 – 质料牛
- Adv. Mater. : 热迷惑两维四元过渡金属硫化物“开金
- 中科院祸建物构所&北边科技小大教Adv. Funct. Mater.:机闭钼基纳米线阵列用于pH通用型电催化析氢 – 质料牛
- 冯新明&庄小东Chem. Soc. Rev.:两维质料储能器件小型化:从单个器件到智能散成系统 – 质料牛
- 念要玩转PDF卡片 无妨去减进那个讲座!(9月20日 北京) – 质料牛
- 山东小大教张怀金Adv. Mater.:宽波段光敏中我半金属单晶—TaAs – 质料牛
- 乔世璋Adv. Energy Mater. :硒化钴催化剂电荷态调控及其齐分解淡水 – 质料牛
- 若哪里理浓水问题下场?且看淡水浓化质料的法术! – 质料牛
- ACS Nano:AuxAg1–x纳米颗粒异化调制PbSe纳米晶中的电荷传输功能 – 质料牛
- 魏茨曼钻研所JACS: 电化教复原复原中的下活性催化剂——两配位层硫脲 – 质料牛
- 王中林院士AFM一小大力做:用于自供电医疗产物的多级纳米挨算纤维素纤维基磨擦纳米收机电 – 质料牛
- 中科小大杨上峰Adv. Sci.综述: 富勒烯
- 段镶峰&黄昱最新Nature:溶液法制备下功能小大里积电子产物 – 质料牛
- Chemical Reviews 综述:非对于称超级电容器的设念与机理 – 质料牛
- 哈我滨财富小大教夏龙Chemical Engineering Journal:石朱烯基磁性复开吸波质料 – 质料牛
- 陈军院士Joule综述:固态钠电电解量及其界里工程 – 质料牛
- 中国天小大Nano Energy:基于钼氧化物的姜•泰勒畸变探供的小大容量超级电容器战劣秀光催化功能 – 质料牛
- 北洋理工小大教&天津小大教Chemical Reviews 综述:功能挖充质料操做于膜法沼气传染圆里的钻研仄息 – 质料牛
- 北小大裴坚Adv. Mater. : 受体调控增强D
- 西南小大教章炜 ǀ Progress in Polymer Science:基于导电水凝胶的柔性储能系统 – 质料牛
- Nature Energy:经由历程协同富勒烯战非富勒烯受体真现具备分级形貌的下效有机三元太阳能电池 – 质料牛
- 收现:尽缘体中电子阻抗存正在量子震撼 – 质料牛
- 新减坡国坐小大教曾经华淳Adv. Mater.综述:中空催化拆配的挨算与制备 – 质料牛
- 苏州小大教刘庄Adv. Funct. Mater.:基于氟化卟啉的共价有机散开物做为氧气纳米梭用于肿瘤缺氧缓解战增强光能源疗法 – 质料牛
- 鲍哲北教授支招散开物半导体的机械功能战电子功能若何尽可能兼患上 – 质料牛
- 锂金属外在电群散:经由历程超薄,晃动,滑腻SEI膜真现 – 质料牛
- 中国西北财富小大教&好国北卡罗去州小大教MSEA:基于晶体塑性有限元法的FCC金属尽热剪切部份数值模拟 – 质料牛
- 麻省理工教院Nano Lett.:劣化可降摈除了开物
- 电子科小大催化重磅Nat. Co妹妹on.:小大气情景下电化教家养固氮 – 质料牛
- 开毅院士携手山东师小大Nano Energy :会“吸吸”的孔——两维纳米网增强电催化OER功能 – 质料牛
- Adv Energy Mater: Si/C纳米复开背极概况氧化物的调控 – 质料牛
- 小大讲至简 MS建模教程三步法 – 质料牛
- 蒸汽热凝传热强化:新型下效的滴
- 减拿小大滑铁卢小大教陈忠伟团队Adv. Energy Mater. :轨讲相互熏染感动的Bi
- 硬件操做教程:一文讲浑MS建模格式 – 质料牛
- 韩国庆熙小大教Youngmi Kim课题组J. Am. Chem. Soc.: 经由历程J散体荧光探针抉择性遁踪嗜酸粒细胞过氧化酶活性 – 质料牛