张广宇研究组 (N07)

纳米物理与器件实验室,中国科学院物理研究所

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1. 石墨烯外延和石墨烯/h-BN叠层结构摩尔超晶格

  • 采用自制的等离子体增强化学气相沉积系统,国际上首次实现了在氮化硼衬底上石墨烯的 Van de Waals 外延生长。得到的单晶石墨烯/氮化硼异质结构的超晶格具有15nm左右的三角摩尔周期。这种周期性的调制使得石墨烯出现了一些新奇的电输运特性。例如,超晶格的狄拉克点、Hostadter Butterfly 等。

2. 石墨烯纳米带的锯齿型形边缘结构的制造与研究

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    利用氢等离子体对石墨烯的各向异性刻蚀效应,我们加工出了锯齿型边界的石墨烯纳米结构。理论研究表明,锯齿型边界态具有金属性,能带结构上体现在狄拉克中性点处存在一个能级。

3. 石墨烯电子器件:基于CMOS结构的器件和柔性电子产器件

  • 石墨烯是一种单原子层的二维晶体。其具有很高的载流子迁移率,我们希望将石墨烯引入到传统的CMOS器件中,从而使得CMOS器件具有更小的体积,更好的性能。同时石墨烯足够‘柔软’,可用于柔性电子学,用于制造一些可穿戴电子设备。

4.外延生长二维过渡金属二硫属化物

  • 利用三温区化学气相沉积系统,实现了不同衬底上(二氧化硅、六方氮化硼、蓝宝石等)大面积、高质量单层二硫化钼的生长。在二氧化硅衬底上可实现二硫化钼多晶薄膜100%覆盖度,厘米量级的生长。在六方氮化硼和单晶蓝宝石衬底上可实现单层二硫化钼的外延生长。特别的是,在蓝宝石单晶衬底上,生长出的单晶二硫化钼晶粒尺寸达到350微米。我们的工作为下一代电子和光电子学器件的大规模集成提供了可能。

5. 二维异质结构器件和光电子器件

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     堆叠不同的二维材料,将形成新颖的异质结构,并产生丰富多样的可能性。我们关注这些异质结构的电输运性质和光电响应特性。

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