《原子團簇修飾石墨烯及其量子霍爾回響的實驗研究》是依託南京大學，由宋鳳麒擔任項目負責人的重大研究計畫。
基本介紹
- 中文名：原子團簇修飾石墨烯及其量子霍爾回響的實驗研究
- 項目類別：重大研究計畫
- 項目負責人：宋鳳麒
- 依託單位：南京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目擬開展團簇修飾石墨烯相關實驗並研究該體系的量子霍爾效應。我們將採用解理法、CVD法製備石墨烯，控制製備路徑並配合電子束、離子束的方法控制其缺陷類型和數量，然後將質量選擇的金屬團簇沉積在石墨烯上，測量石墨烯的輸運特徵及相干條件的改變。我們將精細改變吸附原子、缺陷等特徵，給石墨烯引入自旋軌道耦合、磁各向異性並破壞其對稱性，嘗試在石墨烯中誘發量子自旋霍爾效應、量子反常霍爾效應等多種新型的量子態。本項目的主要特色是1、我們建設了一套團簇束流產生-質量選擇-線上修飾-輸運測量聯合裝置，特別適合本項目的開展; 2、調控石墨烯缺陷束縛吸附物，可獲得更穩定的結構; 3、採用dimer、trimer或多原子團簇給吸附中心提供更多可調的維度。本項目這些有特色的樣品條件和實驗方法將為凝聚態物理關注多年的量子自旋/反常霍爾態研究提供新的思路。
結題摘要
本課題組三年來圍繞著《項目任務書》的預定研究計畫，在重大設備建設、實驗、理論研究齊頭並進，研究工作開展順利，執行情況良好，全面實現了《項目任務書》制定的主要項預期目標。我們通過在室溫下獲得較大的小場分子體系磁電阻效應、獲得pA級別的質量選擇團簇束流、獲得了若干大磁矩/電極矩團簇候選單元等實驗手段，我們開展了以下工作：提高團簇、功能團簇、團簇材料以及分子（團簇）有序結構，初步研究材料結構與性能的相互關係；完善原子團簇束流的離子光學系統，提高束流空間聚焦、能量聚焦的水平，改善束流品質；設計和檢驗一系列金屬團簇和團簇組裝結構，製備石墨烯和拓撲絕緣體的介觀樣品，研究其輸運特徵；搭建了多種實驗平台。我們從團簇產生、樣品製備、器件製造等方面開展工作，取得建設團簇質量選擇系統、製備Cu團簇摻雜能帶絕緣Bi2Te3拓撲材料、發展體態媒介表面態耦合圖像和團簇調控石墨烯量子拓撲態等新進展，以第一單位發表31篇論文。其中，團簇調控拓撲表面態的量子霍爾效應工作，Mo0.25W0.75Te2中第二類Weyl態的發現，以及WTe2壓力誘導超導電性工作在 Nature Communications上發表，高遷移率鐵磁拓撲絕緣體的合成工作在Advanced Materials上發表，拓撲橫向異質結的首次合成及其電子器件工作在Nano Letters上發表，完成了研究目標。
