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【学术讲座】类石墨烯二维材料(二维烯)的研究


发布时间:2018-04-08    来源:物理学院    点击量:



报告题目:类石墨烯二维材料(二维烯)的研究

报告人:杜轶

报告时间:2018.4.11,下午15:00-16:30

报告地点:三束实验室一号楼会议室

 

报告摘要:

二维层状材料由其晶体结构和奇异电子结构所带来的种种新奇效应在材料学、物理学和化学领域以及相关器件应用中带来了巨大的冲击。由元素硅、锗、锡和磷等构成的单一元素二维烯(硅烯、锗烯、锡烯和蓝磷)是一类新的类石墨烯的二维原子晶体。它们具有蜂窝状晶格、单原子厚度层状结构、无限平面拓展等特点。这种独特的二维结构能所带来的高度各向异性、量子限域效应以及表面效应,使其不但较体相材料物质本征性能增强,也可以产生一些体相不具备的奇异的新性质。和石墨烯不同,二维烯的翘曲结构使其具备很强的层间相互作用,这为调制它们的电子态和物性提供了非常理想的工具。近些年,对二维烯的制备和对它们奇异物理性质的研究成为材料和凝聚态物理领域的一个热点。

本报告将介绍我们近期在二维烯研究方向的一些进展。通过分子束外延沉积 (MBE) 方法,我们可以获得高质量的二维烯样品。通过扫描隧道显微镜 (STM)、针尖增强拉曼光谱 (TERS)、角分辨光电子能谱(ARPES)等表征技术,我们首次确定了硅烯和锗烯的生长动力学过程,以及它们的原子结构、声子结构、电子结构特征。从实验上验证了硅烯和锗烯的表面不仅存在高质量的二维电子气,而且由于它们的电子结构中具有线性狄拉克型色散关系,其电子具有极小的有效质量和非常高的迁移率。我们还尝试并首次先将外延生长的硅烯成功利用化学插层方法从基底上剥离并获得准非支撑硅烯,为进一步的器件研究奠定了材料基础。另外,通过扫描隧道显微镜的针尖微扰,可以在多层硅烯中实现层间转动,并可以利用STM和扫描隧道谱(STS)确定层间转角大小及其对应的电子结构。除观察到硅烯本征狄拉克锥外,还观察到由较大层间转角引起的范霍夫奇点(van Hove Singularities)。这为进一步精准调节二维烯的电子态提供了一种新的可行方法。

报告人介绍:

杜轶,教授,博导,青年千人计划学者。2007年在北京航空航天大学获得材料学硕士学位。2011年于澳大利亚伍伦贡大学(University of Wollongong)获得材料学博士学位。后在伍伦贡大学继续做博士后研究。2014年,担任澳大利亚伍伦贡大学扫描隧道显微镜研究团队负责人。2017年入选“青年千人计划”加入北京航空航天大学物理与核能工程学院。主要研究兴趣为在原子尺度研究新型二维量子材料的生长、物性和新奇量子效应。主要研究手段为分子束外延沉积(MBE)、低温扫描隧道显微镜(STM)/扫描隧道谱(STS),针尖增强型拉曼(TERS)和角分辨光电子能谱(ARPES)。在Sci. Adv.,Nat. Commun.,Adv. Mater.,Phys. Rev. Lett.,Adv. Funct. Mater.,ACS Nano等期刊上发表论文80余篇。

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