《二維晶體電子材料的輸運性質與量子相變》是依託上海交通大學，由劉熒擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：二維晶體電子材料的輸運性質與量子相變
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：劉熒
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
石墨稀的發現引發了二維晶體電子材料的一個革命性進展。雖然石墨稀具有很好的性能，但存在零帶隙等明顯的不足。最近發現可以用機械解理方法獲得的過渡金屬硫族化合物二維晶體材料有較大的帶隙，相關的二維電子氣體有能帶結構，以及超導，磁性和電荷、自旋密度波等有序物態和由於自旋和能谷的耦合導致的新物理現象。本項目將以過渡金屬硫族化合物為主要研究對象，在已有的工作基礎上全面系統地探討過渡金屬硫化物二維晶體的物理性質，利用上海交大的納米製備和低溫測量條件，研究二維晶體中的能帶結構，維度, 界面，及載流子濃度對過渡金屬硫化物二維晶體中載流子散射過程的影響，理解制約遷移率的因素，尋找過渡金屬硫化物二維晶體中的提高遷移率的途徑，探索電荷密度波、超導等不同有序態在二維超導體中的共存與競爭, 半導體－金屬，超導體－電荷密度波等量子相變，以及這些新材料的器件套用。
結題摘要
通過對機械解理獲得的過渡金屬硫族化合物二維晶體及其微納加工的器件的物理性質的研究，人們有望獲得超越石墨烯的新型電子二維材料和器件。本項目以2H-NbS2 和2H-TaSe2為代表，研究了2H-NbS2的晶體生長特性及其微納加工器件的製備和表征；基於2H-TaSe2製備了二維晶體的場效應電晶體器件，揭示其鋰離子插層的微觀過程及其對超導和電荷密度波的調製；並通過量子輸運的研究，在2H-TaSe2二維晶體中發現了弱反局域化到弱局域化的過度的現象，證明了離子插層具有調節自旋弛豫性質的功能，並與該二維體系中超導溫度的提高有潛在的聯繫。項目綜合了對二維材料的晶體和薄膜的生長和器件製備、理解二維材料的長程有序態等方面，取得了一系列預期研究成果，為新型電子二維材料和器件物理的進一步研究提供了堅實的基礎。
