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刘开辉课题组在高品质二维过渡金属硫族化合物及其合金制备研...

二维过渡金属硫族化合物是最具应用前景的二维量子材料体系之一，具备层数依赖的可调带隙、自旋-谷锁定特性、超快响应速度、高载流子迁移率、高比表面积及独特的光/电催化活性，同时兼容当代微纳加工工艺，有望推动新一代量子材料技术应用的变革。实现上述极致性能的前提是获得高质量的晶体材料。当前，虽然二维过渡金属硫族化合物单晶的晶圆级制备已经实现，但是如何进一步降低其缺陷密度以实现高品质材料合成依然面临巨大挑战...

杨金波课题组与合作者揭示轨道Rashba-Edelstein磁电阻效应

电流诱导力矩可以高效地实现电流驱动的磁畴壁移动及磁矩翻转，在自旋电子学领域具有重要的研究意义，有望实现新型高性能磁存储器件。目前，大多数研究关注于具有强自旋轨道耦合的重金属体系，流过重金属中的电流通过自旋霍尔效应产生自旋流，自旋流与铁磁磁矩交换角动量进而诱导自旋轨道力矩。然而，不具备强自旋轨道耦合的轻金属体系一般不能观测到自旋霍尔效应，因此轻金属材料中很难产生强的自旋轨道力矩效应。在材料中，除...

赵清课题组在钙钛矿光伏材料晶面取向调控方面取得新进展

“碳中和”的时代背景对清洁能源提出了更高的要求，太阳能作为一种可免费获取、全球分布广、持续存在且绿色无污染的清洁能源，具有巨大的应用前景和商业价值。相比传统光伏材料，新兴光伏材料钙钛矿具有更多优点；但其能量转换效率目前还低于传统太阳能电池，进一步探索其晶体生长机理并提升器件的效率与稳定性仍是钙钛矿光伏走向商业应用前所要解决的难题。研究表明钙钛矿的光电性能会受到晶面取向影响，一般多晶钙钛矿薄膜具...

高鹏、李新征联合研究团队利用晶界工程设计原子尺度挠曲电的...

晶界是一种典型的二维界面。与异质结界面、相界面等二维界面不同的是，晶界两侧的晶粒是同一种相，体现出完全相同的宏观物性，只是在晶界处由于平移对称性破缺导致了成键或成分发生了改变。这种局域原子结构的改变使得晶界处局域声子行为、电子结构、离子活性等受到影响，从而可能产生不同于完美晶体的新特性。在某些纳米尺寸材料和器件中，这些晶界的新特性甚至可能决定了相关化合物的宏观物性，比如最近的研究热点扭转二维材...

叶堉课题组与合作者揭示少层锰锑碲（MnSb2Te4）的磁行为

近来，本征二维磁性拓扑绝缘体锰铋碲（MnBi2Te4）材料因观测到陈绝缘体、轴子绝缘体等一系列新奇的量子现象而备受关注。相较MnBi2Te4材料，MnSb2Te4材料的制备窗口更大，此前研究发现Mn（锰）和Sb（锑）原子的替位浓度会随着生长条件的不同而不同，进而改变材料的磁基态。因此，在二维极限下，揭示铁磁和反铁磁的MnSb2Te4材料在层数、温度、外磁场参数空间下的磁状态，对进一步开展其拓扑性质研究具有重要意义。北京大学物理学...

戴伦教授课题组研制出基于二维磁性半导体碘化铬（CrI3）的旋...

二维磁性材料自2017年被发现以来，已成为物理学及相关领域的研究热点之一。单层二维磁性材料因具有原子级厚度，为研究极限厚度下光与物质相互作用和相关磁光电现象提供了平台；另外，二维磁性材料因具有层状结构，可与其他材料形成范德华接触，为构建种类丰富的高性能磁光电器件提供了可能，在下一代信息技术领域具有广阔的发展前景。二维磁性半导体碘化铬（CrI3）具有独特而有趣的物理性质，例如：单层表现为铁磁性，而多层表...

刘开辉课题组在绝缘衬底上晶圆级二维单晶制备新机理研究中取...

近年来，随着传统硅基芯片制程不断缩小且集成度不断提高，短沟道效应和热效应日趋显著，现有电子器件的运行速度和性能已接近硅基材料极限，对新型材料及器件的探索与研究显得尤为关键。二维材料具有超快响应速度、高电子迁移率等优异的物理特性和完备的电学功能；同时，由于其天然具备原子层极限厚度和平面结构，与当代微纳加工工艺相兼容，有望推动新一代量子材料技术应用的变革。与硅基芯片依赖于晶圆级单晶硅锭制备相似，实...

吕劲课题组在《物理报道》发表亚10 nm二维晶体管研究综述长文

基于场效应晶体管（FET）的大规模集成电路是信息时代的基石。在过去的半个多世纪，遵循摩尔定律，FET的尺寸不断缩小，芯片上FET数量得以不断增加，芯片功能日趋多元化。如今，市场上的硅基晶体管尺寸已经降至18 nm栅长。由于受到短沟道效应的影响，继续缩短栅长，器件性能会大幅度下降，这引发了半导体业界对于摩尔定律失效的担忧。相比于三维体材料，二维材料因尺度极薄而具有更好的栅控性能，因表面光滑无悬挂键而使得电荷传...

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