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研究人员实现调整衬底效应以影响原子级厚度半导体的特性

2021-05-17 19:54 · 稿源:cnbeta

研究人员检测到了二维材料和物理上支持它们的基底之间的不可忽略的相互作用。原子级别的材料薄层具有巨大的技术意义,因为当层厚接近二维极限时,会出现潜在的有用的电子特性。这类材料往往在层外形成弱键,因此一般认为不受提供其它物理基底的影响。

然而,为了取得进一步的进展,科学家们必须严格测试这一假设,这不仅是为了更好地理解单层物理学,而且还因为衬底效应的存在带来了通过调整衬底来对应调整层特性的可能性。

正如《物理评论快报》杂志所报道的那样,由伊利诺伊大学香槟分校的蒋泰昌和他的博士后助手林孟凯领导的团队利用伯克利实验室的先进光源(ALS)来探测二维半导体 - 碲化钛的电子特性的变化,因为碲化铂的厚度增加。单层碲化钛对下方的衬底高度敏感,这使得它作为研究衬底耦合效应的一个测试案例特别有用。

结果显示,随着衬底厚度的增加,单层碲化钛出现了戏剧性的系统变化。一种被称为电荷密度波的电子现象被抑制了,这是一种单层碲化钛的耦合电荷和晶格畸变特征。

实验结果与第一原理理论模拟相结合,带来了在单层和可调谐衬底之间的基本量子力学相互作用方面的详细解释。研究人员得出结论,观察到的变化与基底在厚度增加时从半导体到半金属的转变相关联。

这项系统的研究说明了基材相互作用在超薄薄膜的物理学中发挥的关键作用,新的科学认识也为设计和工程超薄薄膜提供了一个框架,以获得实用以及增强的材料性能。

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