离子液体门控单层过渡金属二元化合物的光控电子相变
载流子密度的电场控制对于揭示超导性、电荷密度波等许多有趣的量子现象和构建功能器件至关重要。传统的由固体电介质制成的场效应晶体管(FET)的片状载流子密度约为1013 cm-2,而基于离子液体(IL)的电双层晶体管(EDLT)可以积累载流子到1014或1015 cm-2,因此它被广泛地应用于材料科学,并取得了丰硕的成果。然而,EDLT中的IL会在低温下冻结,导致在低温下其门控场无法进行调控。近期开发的“热释放”技术将操作温度扩展到了IL玻璃转化温度以下,但在低温下对量子相变的高要求原位控制依旧无法实现。
光照已被证明可以在许多系统中调节载流子密度,其基本机制是光子激活被困载流子并增加载流子密度。由于EDLT具有超强电场,所以光刺激也可以提供对其载流子密度的额外控制。基于此,北京大学路建明和格罗宁根大学Jianting Ye等人报道了低温下IL场效应晶体管中单层过渡金属二元化物(TMDCs)的光照控制电子相变。
图1. 离子门控单层WS2中光可控的电子相变
研究者先采用单层WS2的EDLT进行实验,这是一种典型的半导体TMDCs,其器件结构如图1a所示。EDLT装置是由单层WS2薄片从块状晶体中机械剥离,然后用标准的电子束光刻技术,结合IL N,N-二乙基-N-(2-甲氧基乙基)N-甲基铵双(三氟甲磺酰)亚胺 (DEME-TFSI)制作而成。图1b显示了连续照明下随时间变化的片状电阻Rs。与正常的光导率相比,由激发电子从价带到导带引起的Rs的变化是持续的。Rs的显著下降意味着电子状态的巨大变化。在每个选定的曝光时间,Rs的温度依赖性测量值低至2 K,如图1c所示。当暴露时间增加时,可以观察到明确的再入绝缘超导相变。
图2. 由光照诱发的进化型超导特性
研究者观察了曝光时间与其超导特性的关系(如图2)。发现载流子密度随着曝光时间的增加而不断降低,载流子迁移率逐渐升高(图2b),这与通过光学激发俘获电子产生更多载流子的传统情况相反。同时,超导临界温度Tc也逐渐升高(图2c)。载流子密度和迁移率的相反趋势推断出中性缺陷散射(短程相互作用)主导了迁移率,这是由于带电的杂质中心(长程)倾向于被屏蔽,因此当载流子密度变高时造成的散射较少。
图3. 离子门控单层MoS2的光照
为了在更广泛的IL门控范围内评估光照效果,研究者采用了MoS2的EDLT进行进一步研究,它具有非常弱的绝缘行为。在连续的蓝光照射下,MoS2的Rs也可以被有效地调节,与WS2的性能相似(图3a),MoS2的EDLT曝光时间与载流子密度的关系也与WS2相似(图3b)。可以得出结论:光照普遍降低单层TMDCs的EDLT载流子密度。
图4. IL晶体管中的光子辅助场发射模型
为了理解载流子密度对光照的不寻常的依赖性,研究者初步用光子辅助场发射模型来理解它(图4)。如图4a左所示,在几个电子伏特的光子协助下,电子将有足够的能量穿过三角形表面势垒,随后被IL中带正电的离子捕获(即中和)。电双层内的有效电荷,即电位屏障左边的阳离子和右边的电子的密度开始减少,这反过来又削弱了形成表面电位屏障的电场F,隧穿概率以指数形式衰减。随着长时间的光照,最终达到了图4a右所示的情况,即禁止传导带中的残余电子通过几乎未修改的势垒隧道。因此,照明效应被抑制,Rs和nH都达到饱和。
总之,该项工作报道了一种不寻常的光照效应,它直接控制了离子门控单层TMDC在低温下从再入绝缘态到超导态的电子相变,这是一种通过调整载流子密度来连续控制电子相变的新方法,可能为器件应用带来广阔的前景。
原文链接:
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.1c01467
原文作者:
Maosen Qin, Xiangyan Han, Dongdong Ding, Ruirui Niu, Zhuangzhuang Qu, Zhiyu Wang, Zhi-Min Liao, Zizhao Gan, Yuan Huang, Chunrui Han, Jianming Lu, and Jianting Ye
DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c01467
载流子密度的电场控制对于揭示超导性、电荷密度波等许多有趣的量子现象和构建功能器件至关重要。传统的由固体电介质制成的场效应晶体管(FET)的片状载流子密度约为1013 cm-2,而基于离子液体(IL)的电双层晶体管(EDLT)可以积累载流子到1014或1015 cm-2,因此它被广泛地应用于材料科学,并取得了丰硕的成果。然而,EDLT中的IL会在低温下冻结,导致在低温下其门控场无法进行调控。近期开发的“热释放”技术将操作温度扩展到了IL玻璃转化温度以下,但在低温下对量子相变的高要求原位控制依旧无法实现。
光照已被证明可以在许多系统中调节载流子密度,其基本机制是光子激活被困载流子并增加载流子密度。由于EDLT具有超强电场,所以光刺激也可以提供对其载流子密度的额外控制。基于此,北京大学路建明和格罗宁根大学Jianting Ye等人报道了低温下IL场效应晶体管中单层过渡金属二元化物(TMDCs)的光照控制电子相变。
图1. 离子门控单层WS2中光可控的电子相变
研究者先采用单层WS2的EDLT进行实验,这是一种典型的半导体TMDCs,其器件结构如图1a所示。EDLT装置是由单层WS2薄片从块状晶体中机械剥离,然后用标准的电子束光刻技术,结合IL N,N-二乙基-N-(2-甲氧基乙基)N-甲基铵双(三氟甲磺酰)亚胺 (DEME-TFSI)制作而成。图1b显示了连续照明下随时间变化的片状电阻Rs。与正常的光导率相比,由激发电子从价带到导带引起的Rs的变化是持续的。Rs的显著下降意味着电子状态的巨大变化。在每个选定的曝光时间,Rs的温度依赖性测量值低至2 K,如图1c所示。当暴露时间增加时,可以观察到明确的再入绝缘超导相变。
图2. 由光照诱发的进化型超导特性
研究者观察了曝光时间与其超导特性的关系(如图2)。发现载流子密度随着曝光时间的增加而不断降低,载流子迁移率逐渐升高(图2b),这与通过光学激发俘获电子产生更多载流子的传统情况相反。同时,超导临界温度Tc也逐渐升高(图2c)。载流子密度和迁移率的相反趋势推断出中性缺陷散射(短程相互作用)主导了迁移率,这是由于带电的杂质中心(长程)倾向于被屏蔽,因此当载流子密度变高时造成的散射较少。
图3. 离子门控单层MoS2的光照
为了在更广泛的IL门控范围内评估光照效果,研究者采用了MoS2的EDLT进行进一步研究,它具有非常弱的绝缘行为。在连续的蓝光照射下,MoS2的Rs也可以被有效地调节,与WS2的性能相似(图3a),MoS2的EDLT曝光时间与载流子密度的关系也与WS2相似(图3b)。可以得出结论:光照普遍降低单层TMDCs的EDLT载流子密度。
图4. IL晶体管中的光子辅助场发射模型
为了理解载流子密度对光照的不寻常的依赖性,研究者初步用光子辅助场发射模型来理解它(图4)。如图4a左所示,在几个电子伏特的光子协助下,电子将有足够的能量穿过三角形表面势垒,随后被IL中带正电的离子捕获(即中和)。电双层内的有效电荷,即电位屏障左边的阳离子和右边的电子的密度开始减少,这反过来又削弱了形成表面电位屏障的电场F,隧穿概率以指数形式衰减。随着长时间的光照,最终达到了图4a右所示的情况,即禁止传导带中的残余电子通过几乎未修改的势垒隧道。因此,照明效应被抑制,Rs和nH都达到饱和。
总之,该项工作报道了一种不寻常的光照效应,它直接控制了离子门控单层TMDC在低温下从再入绝缘态到超导态的电子相变,这是一种通过调整载流子密度来连续控制电子相变的新方法,可能为器件应用带来广阔的前景。
原文链接:
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.1c01467
原文作者:
Maosen Qin, Xiangyan Han, Dongdong Ding, Ruirui Niu, Zhuangzhuang Qu, Zhiyu Wang, Zhi-Min Liao, Zizhao Gan, Yuan Huang, Chunrui Han, Jianming Lu, and Jianting Ye
DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c01467
1、hct在微博里什么意思?
htc意思是可能是某个粉丝群。
饭圈是追明星门们的追星族的圈子,是粉丝圈子的简称,该词也并非完全特指某一个特定的粉丝群。举个例子来说,刘亦菲的粉丝和刘诗诗的粉丝都属于追星这个大饭圈中。
如果是特指某一特定粉丝群经常会加上某些前缀词语,比如韩国的粉丝圈称之为韩饭圈,日本的粉丝群体称之为日饭圈。
扩展资料
饭圈字母缩写
【xswl】 笑死我了
这个是最近大家使用频率超高的缩略语
【xtms】 笑 tm 死
【zqsg】 真情实感
饭圈常曰:zqsg 的追星早晚都要遭报应的
【hyq】 好友圈(不是好有趣)
如果你发了条微博被人转 hyq 那是相当不爽啊
【sj】 视奸
【blx】 玻璃心
【tcjj】 天朝姐姐
【nhjj】 南韩姐姐
【rs】人参 即人身攻击
【ky】来源于日本文化
例如在 xx 家的视频里提别的爱豆 就是 ky 的表现
2、520,情人节,你们怎么表达爱意?
商家为卖货诱导消费者,没脑的女人瞎起哄,中国女人越来脑进水了,
商家造出来的节日,不过,但是又感觉缺失了点啥,人没有攀比心就好。