中国科大等在二维材料拓扑态研究领域取得系列进展
中国科学技术大学教授乔振华课题组与国内外同行合作，在二维体系拓扑量子态的理论研究方面取得系列进展。相关成果发表在《自然-纳米技术》、《物理评论快报》和《物理学进展报告》上。 量子反常霍尔效应（即零磁场条件下量子霍尔效应）自石墨烯和拓扑绝缘体发现以来受到了凝聚态物理和材料科学领域的广泛关注，并且最近几年实验上也取得了巨大突破。与如何制备出整数量子化的反常霍尔效应截然相反的一个问题是：在无序/杂质存在的情况下，量子反常霍尔效应如何被破坏并最终变为Anderson绝缘体？通过系统地利用电子输运特性研究、贝利曲率分析以及局域化长度计算，乔振华课题组与合作者发现了一种新型的量子反常霍尔效应在自旋反转杂质情况下的Anderson局域化的全新物理机制，即价带和导带对应的贝利曲率在杂质的作用下发生交换从而实现量子反常霍尔效应的局域化。该成果发表在7月29日的《物理评论快报》上[Phys. Rev. Lett. 117, 056802 (2......阅读全文
石墨烯中首次演示量子自旋霍尔效应
荷兰代尔夫特理工大学科学家首次在无需外部磁场的条件下，观测到石墨烯中的量子自旋流。这一突破性发现为自旋电子学的发展提供了关键支持，标志着向实现量子计算和先进存储设备迈出了重要一步。相关成果发表于最新一期《自然·通讯》。这是科学家在实验中首次在石墨烯中演示了“量子自旋霍尔效应”。在这种效应下，电子会沿
石墨烯材料探路二维材料“新世界”
尽管芯片制程已经一步步逼近物理极限，人们对集成电路性能和尺寸的要求却丝毫没有降低。基于新结构、新原理的二维半导体器件以其独特的性能，有望解决硅基器件面临的“瓶颈”。然而，二维材料超薄的厚度（原子级厚度）使其十分脆弱，加工制造过程中极易造成材料损伤或掺杂，从而导致器件实际性能与预期存在巨大差异。
石墨烯中观察到分数量子反常霍尔效应
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/2/517780.shtm
石墨烯与硅烯中的量子反常霍尔效应研究获理论新突破
近日，中国科学技术大学教授乔振华研究组与校内外同行合作在预言石墨烯和硅烯中的量子反常霍尔效应方面取得新突破，研究成果发表在3月14日和21日的《物理评论快报》上。 通过与校内外同行合作，乔振华提出一种新的实验方案来实现量子反常霍尔效应：将石墨烯置于反铁磁绝缘体材料铁铋酸的铁磁面上，由于石墨
新型类石墨烯二维晶体材料——锗烯的研究获进展
近日，中国科学院武汉物理与数学研究所曹更玉研究组与中国科学院物理研究所高鸿钧院士研究组合作，在新型类石墨烯二维晶体材料——锗烯的制备研究方面取得新进展，相关研究结果与中科院物理所以共同第一作者单位合作发表在Advanced Materials（2014，26，4820）杂志上。 近年来石墨烯研
新型二维材料开发－或将改良石墨烯性质
石墨烯是一种前程远大的材料，但缺乏带隙限制了它的应用，尤其是在电子组件方面的应用。麻省理工学院与哈佛大学的研究人员开发出一种自组装的新型二维材料，其具备和石墨烯相似的性质，同时还具备天然带隙，可用于制造太阳能电池和晶体管。 该材料的化学式为Ni3(HITP)2，由镍和一种名为HITP的有机化合
石墨烯二维材料摩擦演化取得突破性进展
2004年首次被制备以来，以石墨烯为代表的二维材料因其独特的电、磁、热、力学等性质成为学术界研究的热点。尤其是石墨烯的奇特摩擦行为引起人们对其内在物理机制的广泛关注和讨论。 金属材料强度国家重点实验室（西安交通大学）与美国麻省理工学院、清华大学、美国宾夕法尼亚大学等开展合作研究，在石墨烯二
研究者设计梯度表面能调控的复合型转移媒介
石墨烯等二维材料的载流子迁移率高、光-物质相互作用强、物性调控能力优，在高带宽光电子器件领域具有重要的科学价值和广阔的应用前景。 当前，发展与主流半导体硅工艺兼容的二维材料集成技术受到业内广泛关注，其中首要的挑战是将二维材料从其生长基底高效转移到目标晶圆衬底上。然而，传统的高分子辅助转移技术通常
中国科大等在二维材料拓扑态研究领域取得系列进展
中国科学技术大学教授乔振华课题组与国内外同行合作，在二维体系拓扑量子态的理论研究方面取得系列进展。相关成果发表在《自然-纳米技术》、《物理评论快报》和《物理学进展报告》上。 量子反常霍尔效应（即零磁场条件下量子霍尔效应）自石墨烯和拓扑绝缘体发现以来受到了凝聚态物理和材料科学领域的广泛关注，并且
欧洲研究团队成功合成二维材料锗烯－石墨烯家族又添表亲
二维材料锗烯 艾克斯-马赛大学等一个欧洲联合研究团队成功合成石墨烯的又一“表亲”，即二维材料锗烯（germanene）。该材料是由单层锗原子构成，或具备表现出色的电学和光学性质，未来有可能被广泛集成在各种电子设备。这项研究成果刊登在9月10日的《新物理学杂志》上。 这种二维材料最早于2009年被
超平整石墨烯晶圆转移与集成光电器件
石墨烯等二维材料的载流子迁移率高、光-物质相互作用强、物性调控能力优，在高带宽光电子器件领域具有重要的科学价值和广阔的应用前景。当前，发展与主流半导体硅工艺兼容的二维材料集成技术受到业内广泛关注，其中首要的挑战是将二维材料从其生长基底高效转移到目标晶圆衬底上。然而，传统的高分子辅助转移技术通常会
科学家找到分数量子反常霍尔效应存在证据
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/9/509583.shtm9月27日，《物理评论X》发表上海交通大学物理与天文学院副教授李听昕、上海交通大学李政道研究所李政道学者刘晓雪团队与美国田纳西大学张阳团队合作的最新科研成果，他们设计制备出新型转角二碲
石墨烯：未来材料宠儿
今年3月，浙江大学利用石墨烯等材料制成世界“最轻材料”。 想在一秒钟内下载一部高清电影吗?石墨烯调制器的问世或许能让这个愿望得以实现。 美国华裔科学家张翔教授的研究团队用石墨烯研制出一款调制器，这个只有头发丝四百分之一细的光学调制器具备的高速信号传输能力，有望将互联网传输速度提高一万倍。
二维共价有机框架/石墨烯复合薄膜材料制备获进展
研究析氢反应（HER）催化剂用于高效产氢有助于缓解能源危机、实现碳达峰和碳中和的战略目标。Pt/C被认为是高效的HER催化剂，然而，由于资源稀缺、成本高以及可能引起重金属污染，限制了其大规模应用。因此，开发可替代的非金属催化剂成为该领域的研究热点。二维有机框架薄膜材料是有机化合物通过共价键或配位键形
物理所预言硅烯中的量子自旋霍尔效应
最近，中科院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室（筹）姚裕贵研究员以及博士生刘铖铖、冯万祥采用第一性原理，系统地研究了硅烯的晶体结构、稳定性、能带拓扑和自旋轨道耦合打开的能隙，预言了在硅烯中可以实现量子自旋霍尔效应。 近几年来，拓扑绝缘体的研究在世界范围内飞速发展，并成为凝聚态物理研
二维共价有机框架/石墨烯复合薄膜材料制备研究获进展
研究析氢反应（HER）催化剂用于高效产氢有助于缓解能源危机、实现碳达峰和碳中和的战略目标。Pt/C被认为是高效的HER催化剂，然而，由于资源稀缺、成本高以及可能引起重金属污染，限制了其大规模应用。因此，开发可替代的非金属催化剂成为该领域的研究热点。二维有机框架薄膜材料是有机化合物通过共价键或配位
石墨烯铂复合材料
日前，中国科学院合肥物质科学研究院等离子体所低温等离子体应用研究室博士王奇等人，采用低温等离子体技术成功制备出分散性良好的石墨烯铂纳米复合材料。相关成果日前已发表在应用物理领域的顶级期刊《应用物理快报》上。 石墨烯铂复合材料可以提高燃料电池的反应效率，在航天航空、能源、环境等领域有着极为广
石墨烯材料新时代兴起－抓住石墨烯发展的重大机遇
在当今的中国与世界，关于石墨烯可能引发的材料革命乃至新技术革命讨论非常热烈。最近，我到北京、上海、广州、深圳、江苏、浙江、黑龙江、山东、陕西和中科院、清华大学等地方和研究机构对石墨烯进行了调研。石墨烯具有非常大的发展潜力和应用前景，我们必须统筹规划，精心布局，紧紧抓住石墨烯研发和产业化所带来的重
二维锡烯拓扑材料研究取得进展
近日，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心教授王兵和副教授赵爱迪研究团队与清华大学助理教授徐勇、教授段文晖以及美国斯坦福大学教授张首晟合作，成功制备出具有纯平蜂窝结构的单层锡烯，并结合第一性原理计算证实了其存在拓扑能带反转及拓扑边界态。相关研究成果11月5日在线发表在《自然-材料》（N
二维锡烯拓扑材料研究取得进展
近日，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心教授王兵和副教授赵爱迪研究团队与清华大学助理教授徐勇、教授段文晖以及美国斯坦福大学教授张首晟合作，成功制备出具有纯平蜂窝结构的单层锡烯，并结合第一性原理计算证实了其存在拓扑能带反转及拓扑边界态。相关研究成果11月5日在线发表在《自然-材料》（Nat
物理所等在石墨烯外延及二维超晶格研究中取得进展
石墨烯以其独特的线性能量色散关系、高迁移率、高热导率以及优异的力学性能等而在凝聚态物理及材料科学等领域内倍受关注。众所周知，石墨烯的性质受衬底的影响很大，常用的氧化硅衬底会引起额外的载流子散射和电声相互作用而使其质量下降很多。最近的研究发现，六方氮化硼由于其原子级平整的表面、无悬挂键、掺杂效应弱
石墨烯的发现是什么时候的诺贝尔奖
2010年诺贝尔物理学奖。英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯，因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。这以后，制备石墨烯的新方法层出不穷。2009年，安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫在单层和双层石墨烯体系中分别发现了整数量子霍尔效应及常
山西大学发现量子霍尔态的界面电荷序调控新机制
近日，山西大学光电研究所量子光学与光量子器件国家重点实验室韩拯教授课题组实现了一种垂直电场调控的准二维界面局域电子态，进而通过库伦相互作用对石墨烯自身能带产生有效调控并在磁场下呈现新奇量子霍尔态。研究以“石墨烯中量子霍尔相的界面电荷耦合操控”（Quantum Hall phase in graphe
二维拓扑绝缘体研究获进展
理论研究表明，具有蜂窝状晶格结构的薄膜是二维拓扑绝缘体的重要平台，也是实现量子自旋霍尔效应的理想材料。该体系独特的晶格结构使其在布里渊区的K点处产生狄拉克锥型能带结构，如石墨烯。由于碳元素的自旋轨道耦合强度低，石墨烯难以在狄拉克点处打开能隙，从而实现量子自旋霍尔效应。相比之下，碲元素因强自旋轨道
天然双层石墨烯内发现新奇量子效应
由德国哥廷根大学领导的一个国际研究团队在最新一期《自然》杂志上发表论文称，他们在对天然双层石墨烯开展的高精度研究中，发现了新奇的量子效应，并从理论上对其进行了解释。这一系统制备简单，为载荷子和不同相之间的相互作用提供了新见解，有助于理解所涉及的过程，促进量子计算机的发展。 2004年，两位英国
中科大南大在多层石墨烯压电效应研究中取得进展
中国科学技术大学教授乔振华课题组与南京大学教授缪峰、王伯根合作，在多层石墨烯的压电效应的研究方面取得新进展，首次在实验上观察到石墨烯材料体系中正的压电效应，并在理论上揭示了多层结构内层间相互作用对该效应的显著贡献。研究成果于9月11日在线发表在《自然·通讯》上，乔振华课题组的博士研究生王科为共同
石墨烯复合材料的未来
石墨烯以其优异的性能和独特的二维结构成为材料领域研究热点。6月2日下午，石墨烯公益沙龙暨青年科学家快乐足球邀请赛在惠山经济开发区科创中心工会创业中心成功举办，来自国内各大高校及科研院所等单位的青年科学家、石墨烯行业的企业家、创投基金负责人齐聚一堂，参与了石墨烯沙龙交流及球场竞技，活动气氛热烈。
石墨烯已经不能满足？“奇迹材料”石墨炔诞生
据最新一期《自然·合成》报道，美国科罗拉多大学研究人员开展的一项研究，已成功合成出科学家们数十年来孜孜以求的一种新型碳——石墨炔。该成果填补了碳材料科学长期存在的空白，或为电子、光学和半导体材料研究开辟全新的途径。 长期以来，科学家们不断探索构建新的碳同素异形体，石墨炔正是研究的焦点之一，因为它
院士团队成功在石墨烯和基底之间则形成单层/多层硅烯
硅烯是硅原子排列成的蜂窝状翘曲结构。因其具有和石墨烯相似的几何构型，理论计算发现硅烯的能带结构与石墨烯类似，在布里渊区的顶角(K点)也存在狄拉克锥，载流子为无质量的狄拉克费米子。由于硅原子比碳原子重，硅烯具有更强的自旋轨道耦合相互作用，理论预言有可能在硅烯中观测到量子自旋霍尔效应和量子反常霍尔效
室温非线性霍尔效应
最新Nature Nanotechnology：室温非线性霍尔效应 几何相位和拓扑之间的紧密联系使得基于霍尔效应的现象已成为现代材料和物理学的主要研究重点之一，这促使了人们对物质拓扑态的探索和许多相应实际应用的开发。在线性响应方式下，霍尔电导率需要通过磁化或外部磁场来打破时间反演对称性。但最近