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周智伟 | 过渡金属二硫属化物异质结构中的双层维格那晶体

周智伟 | 过渡金属二硫属化物异质结构中的双层维格那晶体

在美国国防部多学科大学研究计划的资助下,哈佛大学的研究人员使用两层由六方氮化硼(hBN)隔开的薄层MoSe2来制造双层Vigna晶体,不需要磁场或摩尔电位。

当电子之间的库仑相互作用主导其动能时,就会形成维尼亚晶体。由于库仑相互作用控制动能的机制的复杂性,维格纳晶体的量子熔化产生奇异的中间相和量子磁性。目前,量子维格纳晶体的实现需要在强磁场中放置半导体量子阱,这抑制了电子动能,不利于电子动能与库伦之间的相互作用。为此,研究人员制备了一种薄原子级过渡金属二硫属非均相结构,其中实现了双层Vigna晶体。非均质结构由两个由hBN隔开的MoSe2单层组成。每个MoSe2层中的载流子密度可以由顶部和底部介电层的栅极电压独立控制。通过这种结构,可以在低温条件下观察到两个MoSe2层,它们在对称性(1:1)和不对称性(3:1,4:1,7:1)的电子掺杂下具有稳定的相关绝缘。这是一种双层Vigna晶体,由两个互锁的三角形电子晶格组成,在层之间相互作用。这种Vigna晶体可以在6×1012电子/cm3的电子密度和约40K的温度下进行量子熔化。

周智伟 | 过渡金属二硫属化物异质结构中的双层维格那晶体

这项研究产生的Vigna晶体不需要磁场或莫尔电位,可用于多体电子态,磁性量子相变等。

论文:过渡金属双垮基化物异质结构中的双层维格纳晶体

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