中国人民大学历史学考研，中国人民大学历史学考研分数线
来源：inature、研之成理
编辑：双一流高校
5月26日，香港理工大学刘树平，中国人民大学季威及剑桥大学Manish Chhowalla共同通讯在《科学》（Science）在线发表题为“Ferroelectricity in untwisted heterobilayers of transition metal dichalcogenides”的研究论文，该研究在通过可扩展的一步化学气相沉积合成的未扭曲、相称和外延的 MoS2/WS2 异质双层中展示了意想不到的 OOP 铁电性和压电性。
▲第一作者： Lukas Rogée1, Lvjin Wang
通讯作者：刘树平(Shu Ping Lau); 季威 ; Manish Chhowalla
通讯单位：香港理工大学; 中国人民大学; 英国剑桥大学
DOI: 10.1126/science.abm5734
该研究展示了 1.95 到 2.09 皮米/伏特的d33 压电常数，比单层 In2Se3 的自然 OOP 压电常数大约 6 倍。该研究通过改变 MoS2/WS2 异质双层的极化状态，证明了在铁电隧道结器件中隧道电流调制大约三个数量级。总之，该研究结果与密度泛函理论一致，这表明对称性破坏和层间滑动都会产生意想不到的特性，而无需调用扭曲角或莫尔域。
▲图1. CVD生长的MoS2/WS2异质双层
二维（2D）材料的合理垂直整合导致了令人兴奋的凝聚态效应，开辟了不同的研究途径。这些有趣的效果是原子薄材料层之间相互作用的结果，这些材料会产生莫尔超晶格、混合电子结构和通常的晶体对称性的破坏。石墨烯和双层 2H MoS2 等材料是中心对称的。
相比之下，奇数层的二维材料（例如 MoS2）是非中心对称的，属于点群（或 D3h），因此表现出面内 (IP) 压电性。非中心对称二维材料也会产生二次谐波发射，可用于确认不存在反演对称性。IP 压电元件的大小，称为 d11，对于单层 MoS2，估计为 ~2.5 到 4 pm V-1。点群的材料不表现出面外 (OOP) 压电性。
▲图2. 导电Pt表面修饰衬底MoS2/WS2异质层的PFM数据
二维材料中的 OOP 压电性已在少层 In2Se3 和通过在 MoTe2 中引入硫属元素空位中得到报道。理论研究探索了过渡金属二硫化物 (TMDC) 合金在组装成垂直异质结构时的压电特性。最近，已在六方氮化硼 (h-BN) 和 TMDC 的扭曲层中观察到铁电性。
扭曲双层中的铁和压电性起源于莫尔晶格的形成和层间滑动。在菱面体同双层 TMDC 中也观察到了铁和压电性。然而，在外延生长的、未扭曲的、相应堆叠的、横向大的垂直异质结构的二维 TMDC 中，OOP 压电和铁电效应尚未被实验报道。该研究在通过可扩展的一步化学气相沉积合成的未扭曲、相称和外延的 MoS2/WS2 异质双层中展示了意想不到的 OOP 铁电性和压电性。
▲图3. MoS2/WS2异质双层中的铁电性
该研究展示了 1.95 到 2.09 皮米/伏特的 d33 压电常数，比单层 In2Se3 的自然 OOP 压电常数大约 6 倍。该研究通过改变 MoS2/WS2 异质双层的极化状态，证明了在铁电隧道结器件中隧道电流调制大约三个数量级。总之，该研究结果与密度泛函理论一致，这表明对称性破坏和层间滑动都会产生意想不到的特性，而无需调用扭曲角或莫尔域。
▲图5. 电荷密度图
文章链接：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.abm5734
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