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Nature:南京年夜学告成制备单层氧化物钙钛矿二维晶体膜

文章泉源: 化学加       宣布时间:2019-06-06

北京时间6月6日南京年夜学聂越峰传授课题组研究效果以《单层氧化物钙钛矿二维晶体膜的完成》为题揭晓在国际顶级期刊Nature。南京年夜学聂越峰传授课题组接纳分子束内在手艺对非层状结构的氧化物钙钛矿质料阻拦单原子层精度的生长与转移,联络王鹏传授课题组的透射电子显微镜的结构剖析,告成制备出基于氧化物钙钛矿系统的新鲜二维质料。由于氧化物钙钛矿系统具有优良的电子特点,该效果开启了一扇通往具有丰强盛联系关系二维量子情形的年夜门。

Nature:南京年夜学告成制备单层氧化物钙钛矿二维晶体膜

这项研究效果由南京年夜学、美国加州年夜学尔湾分校和美国际布拉斯加-林肯年夜学的研究职员协作完成。据研究团队带头人潘晓晴教授简介,自2004年石墨烯被发现以来,以其为代表的种种二维原子晶体质料由于具有富厚多样的物理、化学性子和在信息传输和动力存储器件等领域的普遍应用远景而遭到人们极年夜的关注。现在已知二维质料,岂论是机械剥离还是人工生长,都依附于其特殊的层状结构特点及原子层间的弱键相助用。虽然非层状结构的氧化物钙钛矿系统由于电子的强联系关系效应泛起出极端富厚的物理和化学特点及其富厚多彩的量子情形,其原子层厚度的超薄二维质料的制备依然是有待攻克严严重年夜难题。


零点棋牌 2016年,斯坦福年夜学Harold Huang课题组应用脉冲激光群集手艺在水溶性质料过渡层上生长钙钛矿氧化物薄膜,经由历程熔化过渡层的要领取得了自支持的钙钛矿薄膜,为制备二维质料供应了新思绪。可是,他们在考试考试制备只需原子层厚度的超薄二维质料时碰着了难以战胜的艰辛,使得钙钛矿氧化物二维质料的探索又堕入了逆境。

据潘晓晴诠释,差异于斯坦福课题组所接纳的脉冲激光群集手艺,聂越峰传授课题组接纳了一种叫分子束内在的薄膜生长手艺来制备氧化物钙钛矿二维质料。经由历程刷新原位监控手艺与接纳高精度的逐层生长措施,告成完成了超薄氧化物钙钛矿薄膜的制备与转移的突破,取得原子层厚度的高质量氧化物钙钛矿二维质料。王鹏传授课题组应用多种先进球差校订透射电子显微镜结构剖析手艺完成了二维极限下电镜样品制备、层数标定和细腻晶体结构表征,直接不雅不雅测到钙钛矿BiFeO3薄膜在二维极限下泛起若干新鲜情形。这样严严重年夜突破性使命的完成得益于先进的分子束内在薄膜生长手艺与亚原子分辨电子显微剖析手艺的无机联络及研究职员之间的亲近协作。

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(a-c)氧化物钙钛矿二维薄膜的制备与转移体现图;(d-g)不合晶向亚原子分辨结构表征;(h)氧化物钙钛矿二维资估中的丰强盛联系关系二维量子态展望


据聂越峰简介,电子在资估中的运动形式决议了质料的性能。在石墨烯等传统二维资估中,电子的运动相对自在,不太受其他电子的影响;而在许多氧化物钙钛矿资估中,电子之间存在很强的相互作用,正是这类电子间的强联系关系作用促进了网罗高温超导在内的种种新鲜的量子态。完成钙钛矿二维质料,在二维系统中加入这类电子间的强联系关系作用,有望取得更富厚而滑稽的强联系关系二维量子情形及应用。


零点棋牌 王鹏体现,高分辨电子显微镜手艺在钙钛矿氧化物二维质料的发现历程当中施展了主要作用,这年夜年夜得益于比来十年来球差校订手艺和先进表征措施的飞速生长。“我们信托,在微不雅不雅尺度上该二维资估中将有更多滑稽和新鲜的物理情形期待我们探索和发现。”

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南京年夜学现代工程与应用迷信学院博士研究生季殿祥与蔡嵩骅为论文的合营第一作者,聂越峰、王鹏与潘晓晴教授为论文合营通讯作者。协作团队学术带头人潘晓晴为美国加州年夜学尔湾分校的Henry Samueli 讲席教授兼南京年夜学客座教授。美国际布拉斯加-林肯年夜学的E.Y. Tsymbal传授课题组和加州年夜学尔湾分校的潘晓晴传授课题组加入了本项目的协作研究。本使命还取得团队顾正彬副教授在样品制备、质料系吴迪教授在PFM样品表征方面的支持。本使命取得国家重点基础研究生长妄图、国家自然迷信基金及江苏省“双创人才网网”等项目的赞助,和南京年夜学现代工程与应用迷信学院、固体微结构物理国家重点实验室、人工微结构迷信与手艺协同创新中央、江苏省功效质料设计原理与应用手艺重点实验室的年夜力支持。特殊值得一提的是已故闵乃本院士对量子质料微结构研究中央的培植与生长给予热忱勉励和年夜力支持。2016年该中央正式启动,旨在量子质料的微结构与物性方面的研究和面向新一代功效质料和器件的探索和开发。


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