■最新發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)新

　　科技日?qǐng)?bào)訊 （記者王春）復(fù)旦大學(xué)物理系吳施偉、劉韡韜課題組與龔新高的計(jì)算組合作，通過(guò)“折紙”方式，研究與天然結(jié)構(gòu)截然不同的二硫化鉬雙層材料，實(shí)現(xiàn)了對(duì)二硫化鉬能帶結(jié)構(gòu)、能谷、自旋電子態(tài)等物理特性的操控。相關(guān)研究成果8月31日在線發(fā)表于《自然—納米技術(shù)》。

　　以二硫化鉬為典型的過(guò)渡金屬二硫?qū)倩锸墙陙?lái)國(guó)際上最受關(guān)注的二維量子功能材料之一。二硫化鉬具有與單原子厚度的“神奇材料”石墨烯類(lèi)似的二維層狀結(jié)構(gòu)，是一種層狀的晶體礦物。深入理解其內(nèi)在機(jī)制，對(duì)能帶結(jié)構(gòu)、能谷等物理特性進(jìn)行量子操控，對(duì)凝聚態(tài)物理學(xué)與未來(lái)新型的電子學(xué)、光電子學(xué)領(lǐng)域都有重要的價(jià)值。

　　據(jù)吳施偉介紹，科研團(tuán)隊(duì)基于二維量子功能材料的“超薄”性，將單原子層材料像一張紙一樣直接“折疊”，可發(fā)展出與天然結(jié)構(gòu)截然不同的雙層結(jié)構(gòu)。他們發(fā)現(xiàn)，“折疊”的方式能改變材料的對(duì)稱(chēng)性，而對(duì)稱(chēng)性則導(dǎo)致物理屬性的根本變化。取決于不同的折疊方向與折線位置，二硫化鉬“折紙”擁有豐富多樣的層間排列方式，繼而導(dǎo)致不同的結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)性與層間耦合?？蒲袌F(tuán)隊(duì)運(yùn)用多種實(shí)驗(yàn)技術(shù)和計(jì)算手段，研究了各類(lèi)二硫化鉬“折紙”的空間與電子結(jié)構(gòu)。

　　研究結(jié)果表明，天然的二硫化鉬雙層具有中心對(duì)稱(chēng)的特性，因而僅有微弱的“能谷—自旋極化”這一新的電子態(tài)。而通過(guò)二硫化鉬“折紙”途徑，可直接打破材料的中心反演對(duì)稱(chēng)，控制原子間的層間耦合的增減變化，同時(shí)，猶如一道“開(kāi)關(guān)”，控制新的電子態(tài)的產(chǎn)生和消失。這一成果為理解二維人工材料和制備未來(lái)新型量子器件提供了一種新思維。