纳米级的“魔法”:仅改变4纳米厚度就能强力调控金属电子行为
极化通常被认为是绝缘体和铁电材料的专属特性,而非金属。但明尼苏达大学的研究人员打破了这一固有认知。他们发表在《自然·通讯》上的研究展示了一种全新的金属调控方式:通过将超薄二氧化钌(RuO₂)薄膜的厚度改变仅仅几纳米,就能将其表面功函数调节超过1电子伏特(eV)。这一发现可能对未来的电子器件、催化系统和量子技术产生深远影响。研究团队在二氧化钌/二氧化钛异质结构中发现了被称为“界面极化”的现象。最显著的变化发生在二氧化钌薄膜达到约4纳米厚度时——大约相当于单条DNA链的宽度。在这一厚度下,金属经历了从应变状态到更松弛的原子排列的转变。这些结果为材料内部原子排列方式能够对其电子特性产生可测量的影响提供了直接证据。研究负责人Bharat Jalan教授表示:“通过精心的界面设计,你可以在金属体系中稳定极化,并将其用作调节电子性质的旋钮。这开启了一种思考控制金属的全新方式。”第一作者Seung Gyo Jeong补充道:“我们原本预期会有......阅读全文
纳米级的“魔法”:仅改变4纳米厚度就能强力调控金属电子行为
极化通常被认为是绝缘体和铁电材料的专属特性,而非金属。但明尼苏达大学的研究人员打破了这一固有认知。他们发表在《自然·通讯》上的研究展示了一种全新的金属调控方式:通过将超薄二氧化钌(RuO₂)薄膜的厚度改变仅仅几纳米,就能将其表面功函数调节超过1电子伏特(eV)。这一发现可能对未来的电子器件、催化系统
金属所在铁电异质界面发现极化巨大增强现象
铁电材料由于具有铁电、介电、压电、热释电等丰富的物理性能,被广泛应用于非易失性铁电存储器、电容器、制动器、热释电探测器等电子器件中。为满足电子器件小型化的发展需求,铁电体需要以低维薄膜的形式集成到电子器件中。但是,随着薄膜厚度的减小,在异质界面去极化场的作用下,铁电极化会显著降低甚至消失,如何保
新型高功函数异质结X射线硅漂移探测器研究获进展
近日,中国科学院微电子研究所高频高压中心研究员贾锐团队,在中国工程院院士欧阳晓平指导下,创新性地将高功函数钝化接触异质结技术应用到硅漂移探测器(SDD)中,成功研制出新型SDD核心元器件。目前,该团队在硅异质结漂移探测器的器件设计、工作机理和工艺制备等方面形成了核心竞争力,并具有完全自主知识产权
低维量子结构的制备和物性研究获系列进展
近日,中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室国际功能材料量子设计中心与中科院强耦合量子材料物理重点实验室教授曾长淦研究组,成功制备强关联体系单晶纳米线和原子尺度的二维范德瓦尔斯异质结,并发现其物性被维度所显著调控。相关结果发表在《纳米快报》(Nano Lett.)和《自然-通讯》(Natu
合肥研究院在垂直面外极化二维铁电隧道结方面取得进展
近期,中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所研究员郑小宏课题组在二维铁电隧道结的量子输运研究中取得新进展,采用DFT+NEGF方法计算了石墨烯/In2Se3范德瓦尔斯异质结构的二维铁电隧道结的输运性质,实现了108%的电致电阻比率。相关结果以Giant tunneling electrore
新材料突破高温储能极限
近日,西安交通大学教授周迪团队提出了一种多级异质界面工程策略,通过构建晶格互锁的异质界面实现功能化集成,成功打破了介电材料设计中“陷阱”与“势垒”不可兼得的传统权衡。相关研究成果发表于《先进材料》。聚合物电介质凭借其卓越的高压稳定性、快速充放电动力学及良好的失效保护机制,被视为现代电力电子与能源系统
质谱分析法术语功函数
功函数(work function)亦称逸出功,脱出功。一个电子从金属或半导体的原子外层逸出时所需要的功,单位伏特。
宁波材料所等改善非掺杂异质结型晶硅太阳电池界面性能
随着低碳能源成为世界发展的大趋势,为减缓温室效应,未来15年预计将需要多达10TW的太阳能电力,为当前光伏装机量的约50倍。为了探索经济和环境可持续的方式满足上述巨量需求,光伏科学界与工业界近年来致力于低成本器件制造工艺、高转换效率太阳电池技术的研发。硅基杂化异质结太阳电池主要由单晶硅吸收层和载
聚合物太阳电池修饰:双S,S二氧苯并噻吩宽带隙聚合物
本体异质结聚合物太阳电池具有质轻、成本低、柔性等优点,是一种很有潜力的光电转换技术。近年来,通过化学、物理等领域的科研工作者在活性层、界面和器件工程方面的不懈努力,聚合物太阳电池的光电转换效率已经超过了17%,实用前景日益光明。 电极界面修饰对聚合物太阳电池的性能提高具有至关重要的作用。化学稳
二维磁性超导异质结量子物态调控研究获进展
中山大学物理学院教授钟定永团队在国家自然科学基金、国家重点研究计划等项目的资助下,在二维磁性-超导异质结量子物态调控研究方面取得新进展。相关成果近日发表于《纳米快报》(Nano Letters)。磁性与超导电性是广受关注的宏观量子现象。当磁性材料与超导材料形成异质结时,由于两种物态的相互竞争与耦合,
全氮化物铁磁/超导界面近邻效应研究获进展
超导体(S)和铁磁体(F)之间的界面是凝聚态物理研究的热点。二者界面耦合产生了较多有趣的物理现象。S/F界面的磁近邻效应是由界面两侧的电子自旋之间的交换相互作用,导致抑制磁序或出现非传统超导电性。当磁性材料靠近超导体时,磁场进入超导体内仅几纳米的区域并破坏库珀对,致使界面的超导行为发生空间变化,影响
氧化物界面二维电子液体的光电协同场效应研究获进展
研究发现,当条件合适时,在电子关联氧化物异质界面LaAlO3/SrTiO3(LAO/STO)附近可形成二维电子液体。与常规半导体二维电子气不同,势阱中的电子具有d电子特征,可以占据不同的d轨道,从而带来了一系列新特性,例如磁场依赖的输运行为、铁磁性和超导电性等。 由于维度限制,二维电
GaN基半导体异质结构中的应力相关效应
GaN基半导体作为光电子材料领域极为重要的材料,其异质结构在器件开发领域得到十分广泛的应用,目前,影响其未来发展的有几大关键性难题,本质上都与应力场有关,深受大家关注且亟待解决。本论文通过实验研究和计算模拟,全面深入地考察了GaN基半导体异质结构中应力场的相关效应,分析其复杂性质、阐明其物理机制,进
二硫化钼纳米片功函数相关研究获进展
哈尔滨工业大学的研究人员在二维二硫化钼(MoS2)纳米片功函数及载流子浓度调控研究方面取得进展,相关论文日前在《美国化学会·纳米》刊发。 据介绍,与石墨烯相比,二维MoS2纳米片具有合适的带隙,适用于光检测等功能器件。金属电极与MoS2纳米片之间的电接触行为对器件性能的影响很大,研究者需要
我科学家揭示量子相干与量子功关系
记者3日从中国科学技术大学获悉,该校中国科学院微观磁共振重点实验室杜江峰、荣星等人基于固态单自旋量子体系,对量子系统中的最大可提取功开展了系统实验研究。实验表明,通过提升量子系统的相干,可以有效提升量子态中的最大可提取功。该成果日前发表在《物理评论快报》上。 在热力学研究中,理解一个系统能够被
我国学者提出磁性外尔半金属中“自旋轨道极化子”概念
磁性量子材料的缺陷工程及其局域量子态自旋的调控,有望用于构筑未来实用化的自旋量子器件,是目前凝聚态物理研究的热点领域之一。近年来,基于过渡金属的笼目晶格(kagome lattice)化合物成为揭示和探索包括几何阻挫、关联效应和磁性以及量子电子态的拓扑行为等丰富物理学性质的新颖材料平台。在这些近
纳米异质结构催化性能调控及应用研究获进展
近日,中国科学院国家纳米科学中心杨蓉课题组在纳米异质结构催化性能调控及其应用方面取得进展。相关研究成果以Synergistic Degradation of Tetracycline from Mo2C/MoOx Films Mediated Peroxymonosulfate Activati
二维范德华多铁异质结研究获突破-西安交大团队实现室温铁磁调控
近日,西安交通大学科研团队在二维范德华多铁异质结实验研究中取得重要突破。研究人员在Fe3GaTe2/CuInP2S6多铁异质结中,率先在室温下实现了显著的铁磁性的非易失电场调控。该成果通过宏观电学测试和微观磁畴成像多维验证了铁电极化对磁畴的调控效应,并结合第一性原理计算和微磁模拟,揭示了铁电极化打破
金属所铁电薄膜异质界面及畴组态研究取得系列进展
中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室固体原子像研究部研究员马秀良、朱银莲,博士刘颖、博士生李爽近来在铁电薄膜异质界面和同质界面的可控生长、调控以及微观结构性能方面获得系列新进展。 铁电材料由于丰富的物理性能和在铁电器件领域广泛的应用前景得到研究人员的广泛关注。由于电子器件小型化的
中国科大理论预言首类结构稳定的单层二维铁电材料
近日,中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室国际功能材料量子设计中心及物理系朱文光研究组与校内外同行合作,通过理论计算预言了首类同时具有面内和面外极化且单层稳定的二维铁电材料。该研究成果以Prediction of intrinsic two-dimensional ferroelectr
二氧化钌水合物的基本用途
概述水合二氧化钌(RuO2.xH2O)具有极高的比电容(比活性碳大1倍以上)和金属一般的导电性,因此,在军事航天等国防和特定领域具有重要应用,特别是阳极为五氧化二钽、阴极为水Chemicalbook合二氧化钌构成的混合型超级电容器,因其具有优异的频率响应特性和高低温稳定性而在国防领域独霸天下。用途无
哈工大学子获首届中国材料研究学会优秀博士论文奖
日前,在首届中国材料研究学会材料学科优秀博士论文颁奖典礼上,哈尔滨工业大学材料学院甄良教授指导的2016届博士毕业生李洋撰写的题为《MoS2、WSe2二维材料及相关异质结的电学与光学性质》博士学位论文成为10篇入选论文之一。 该论文从二维材料与金属的电接触行为出发,研究了MoS2纳米片功函数随
仿调幅分解结构纳米金属的界面调控研究进展
引入界面来阻碍位错运动是材料强化常用手段。以往研究大多关注材料强度与其特征结构尺寸,亦即界面的“量”之间的关系。但对于界面结构、界面特性等“质”的参量,由于难以定量表征和精确调控,人们对其在材料强化中的作用仍缺乏深入研究。调幅分解可在较大晶粒内形成双连续纳米双相结构:两相晶体结构相同且取向一致
揭秘界面水分子结构调控电催化反应
界面水分子原位拉曼光谱和水分子解离过程 厦门大学供图 12月2日,《自然》刊发厦门大学化学化工学院教授李剑锋课题组题为《原位拉曼光谱揭示界面水分子结构和其解离过程》的研究论文。通过与北京大学深圳研究生院教授潘锋课题组合作,他们揭示了钯单晶电极界面水分子构型及其在析氢反应中的核心机制,为提升电催化反