Nature:范德华异质结构中的新发现 – 材料牛
一、范德发现【科学背景】
在过去的华异几十年中,人们一直在努力实验性地探索Luttinger液体。质结在一维金属、构中半导体纳米线、材料拓扑边缘态和双晶界缺陷中观察到了弱相互作用的范德发现Luttinger液体,其中自旋-电荷分离和隧道概率的华异幂律缩放已被观察到。然而,质结由于不可避免的构中弱无序和杂散场的影响,表征低密度下的材料强相互作用一维电子更加困难。
悬空的范德发现半导体碳纳米管为探索低密度区域提供了一个有用的平台,在碳纳米管的华异电传输和扫描单电子晶体管(SET)测量中观察到了Wigner晶体化的迹象。然而,质结即使是构中这些纳米管中的少数电子Wigner晶体也因无序而严重畸变,从而阻碍了对准长程有序性的材料研究以及从强相互作用Wigner晶体到弱相互作用Luttinger液体的交叉。实验上表征耦合Luttinger液体阵列更具挑战性,因为缺乏合适的平台。已经提出高温超导体的条纹相和扭曲的WTe2中的各向异性摩尔超晶格可能提供耦合的一维电子链,但这些材料的微观描述仍然缺乏。
二、【创新成果】
近日,加州大学伯克利分校研究人员证明范德华异质结构中的层堆叠畴壁(DW) 是探索一维卢廷格液体中自旋和轨道量子行为的理想平台,具有可调相互作用强度。堆叠的DW可以以孤立形式(产生单个一维电子链)或作为自组装的周期性卢廷格液体阵列形成。DW的一个优点是它们嵌入在二维范德华异质结构中,这些结构表现出低结构无序,并促进方便的电子器件制造和表征。使用扫描隧道显微镜(STM),作者直接成像了在不同相互作用机制下,通过电子密度调节的基于DW的Luttinger液体的演变,揭示了新的量子现象。
图1(a)STM测量门控双层WS2器件的示意图。(b)双层WS2中堆叠DWs的典型STM形貌图像。© 2023 Springer Nature
实验装置涉及集成到STM中的60°扭曲双层WS2器件。这种人工堆叠在双层WS2中引入了畴壁(DW),从而创建了一个研究Luttinger液体行为的平台。双层WS2放置在石墨背栅上方的六方氮化硼(hBN)薄片上,并使用石墨烯纳米带接触电极来最大限度地降低器件电阻。
图2(a)一维Wigner晶体的隧道电流测量。(b)表中列出了图a中显示的图像的电子间距和相应的无量纲参数值。© 2023 Springer Nature
在低电子密度下,孤立的DW表现出一维Wigner晶体形成,其中电子形成由长程库仑相互作用稳定的准长程有序晶格。随着电子密度的增加,观察到从一维Wigner晶体到二聚Wigner晶体的交叉,然后到弱相互作用的Luttinger液体。这种交叉的特点是隧道电流图和快速傅里叶变换(FFT)分析的变化,揭示了与各种电子密度状态相对应的不同周期结构。
图3一维Wigner-Friedel交叉。(a)隧道电流图的演变。(b)隧道电流的二维图。(c)图b数据的快速傅里叶变换(FFT)。(d)有限一维电子链的局部电子密度分布的密度矩阵重整化群(DMRG)计算结果,作为平均密度的函数。(e)图d结果的FFT。© 2023 Springer Nature
图4一维DW阵列中电子晶体到近晶相的转变。(a-h)隧道电流图。(i-p)a-h图像的二维FFT图。© 2023 Springer Nature
该研究扩展到DW阵列,揭示了链内和链间相互作用之间的相互作用所产生的丰富现象。在低电子密度下,DW Wigner晶链呈现出交错结构,形成各向异性的二维电子晶格。这种配置最大限度地减少了DW之间的相互作用,从而创建了新的结晶相。在较高的电子密度下,这种交错相转变为电子近晶液晶相。该相的特征是相邻Wigner晶体之间空间相干性的丧失,类似于传统液晶中观察到的转变。2D FFT 图证实了晶体到近晶相的转变,低密度下的尖锐衍射峰转变为较高密度下的漫射线,反映了 DW 间相干性的损失。
该研究证明了范德华异质结构中的层堆叠畴壁(DW)形成广泛可调的Luttinger液体系统,以“Imaging tunable Luttinger liquid systems in van der Waals heterostructures”为题发表在国际顶级期刊Nature上,引起了相关领域研究人员热议。
三、【科学启迪】
综上所述,本文展示了由范德华异质结构中的层堆叠DWs产生的不同单轴应变,为探索Luttinger液体物理学提供了巨大的机会。虽然作者使用了简单的二维半导体WS2作为模型系统,但类似的孤立DWs和周期性DW阵列可以在任何具有单轴应变的二维双层材料中实现。在新的范德华异质结构中,如二维电荷密度波材料、二维磁性材料和二维超导体,可能会从DWs中出现各种奇异的Luttinger液体现象。
原文详情:Hongyuan Li, Ziyu Xiang, Tianle Wang, Mit H. Naik, Woochang Kim, Jiahui Nie, Shiyu Li, Zhehao Ge, Zehao He, Yunbo Ou, Rounak Banerjee, Takashi Taniguchi, Kenji Watanabe, Sefaattin Tongay, Alex Zettl, Steven G. Louie, Michael P. Zaletel, Michael F. Crommie & Feng Wang. Imaging tunable Luttinger liquid systems in van der Waals heterostructures. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07596-6
本文由景行撰稿
(责任编辑:内部揭秘)
- 讲达我已经竖坐了1000个太阳能处事站
- 北洋理工小大教陈晓东:力教梯度电极处置机械柔性
- 斯坦祸小大教Nat. Nanotechnol.:用于光场动态克制的超概况光流体 – 质料牛
- 北洋理工小大教陈晓东:力教梯度电极处置机械柔性
- 凋谢自动化与数字化,共绘流程止业下效可延绝将去
- 利好!明年1月起,宁波市将正在家庭屋顶奉止光伏收电
- 小宝鸡考考您仄易远间常讲的十八般本领最后指的是甚么
- 运机总体与华为签定周齐开做战讲
- 英伟达RTX 5090D:中国市场新旗舰隐卡估量2025年头明相
- 开力铸“龙”——2024龙芯财富去世态小大会掠影
- Advanced Functional Materials启里论文:边缘富散的Mo2TiC2Tx/MoS2同量挨算用于NO2气体下抉择检测 – 质料牛
- Advanced Functional Materials启里论文:边缘富散的Mo2TiC2Tx/MoS2同量挨算用于NO2气体下抉择检测 – 质料牛
- 思瑞浦宣告汽车级幻念南北极管ORing克制器TPS65R01Q
-
格式干燥、价钱较低级问题下场,正在确定水仄上限度了其正在市场的提下操做。针对于那些问题下场,一些企业经由历程减小大研收投进、足艺攻闭,使传统光伏产物真现华好转身——实现为了从修 ...[详细]
-
远日,爱坐疑正在2024年《Gartner电疑经营商5GRAN底子配置装备部署处置妄想魔力象限》中获评“收导者”并位于“真止才气”中的最下面。助力齐球5G去世少贯勾通接足艺争先下风正在中国以中的天域, ...[详细]
-
蚂蚁庄园4月24日谜底最新文章做者:网友浑算宣告时候:2021-04-21 11:24:32去历:www.down6.com本创支出宝中的蚂蚁庄园相疑良多小水陪皆正在减进,其中今日诰日的问题下场魔难小 ...[详细]
-
正在半导体足艺日月芽同的今日诰日,韩国半导体厂商周星工程Jusung Engineering)俯仗其最新研收的簿本层群散ALD)足艺,再次正在齐球半导体止业中激发了普遍闭注。据韩媒报道,那项足艺可能约 ...[详细]
-
光伏做为21世纪的新兴名目,良多人对于其不太清晰,小编简朴的给小大家介绍下:光伏收电是国家小大力扶持的名目,它可能与企业、农业、扶贫战净净环保等完好散漫。2013至古国家出台多项针对于扩散式光伏的政策 ...[详细]
-
远日,龙芯中科副总裁杜安利一止返回北都门范小大教电气与自动化工程教院如下简称“北师小大电自教院”),双圆便科研开做、魔难魔难室共建、3D挨印配置装备部署、强人哺育、课程思政等睁开深入交流开做。北师小大 ...[详细]
-
麻省理工JACS Au: 机械进建校对于DFT合计数据 – 质料牛
【钻研布景】质料合计模拟已经成为质料钻研的尾要组成部份。可是,现有的质料合计模拟格式很易统规画略速率与细确度:合计速率较快的格式患上到的下场每一每一与魔难魔难丈量有较小大的误好,而合计误好较小的格式每 ...[详细] -
蚂蚁庄园今日谜底4月24日文章做者:网友浑算宣告时候:2021-04-22 08:31:56去历:www.down6.com本创蚂蚁庄园4月24日的问题下场分说是一、洗牙以前医去世会让您漱漱心同样往经 ...[详细]
-
中汽协:前9月外洋销量前十车企共收卖1824.1万辆汽车,占比超80%
IT之家 10 月 22 日新闻,据中国汽车财富协会统计阐收,2024 年 1—9 月,汽车销量排名前十位的企业(总体)共收卖 1824.1 万辆,占汽车收卖总量的 84.6%。正在上述十 ...[详细] -
正在自动驾驶足艺日月芽同的今日诰日,德州仪器TI)与德赛西威的强强散漫再次为止业带去了高昂夷易近意的新闻。双圆携手推出的新款CRD03H角雷达产物,不但标志与智能驾驶感知足艺的又一次奔流,也为真现更低 ...[详细]