2020年8月24日，Nature Physics 期刊在線刊發(fā)了電子科技大學(xué)夏娟研究員、王曾暉教授與合作者的研究成果“Strong coupling and pressure engineering in WSe2-MoSe2 heterobilayers”。據(jù)公眾號“研之成理”統(tǒng)計，這是我國西部高校首次以第一單位和通訊單位在Nature Physics上發(fā)表研究成果。

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第一作者：夏娟

通訊作者：夏娟、王曾暉、閆家旭、申澤驤

通訊單位：電子科技大學(xué)、南京工業(yè)大學(xué)、南洋理工大學(xué)

論文DOI：10.1038/s41567-020-1005-7

據(jù)相關(guān)資料顯示，Nature Physics是Nature在物理學(xué)領(lǐng)域的旗艦子刊，也是該學(xué)科領(lǐng)域經(jīng)由同行評審的權(quán)威科學(xué)期刊。根據(jù)Web of Science數(shù)據(jù)統(tǒng)計，自2005年創(chuàng)刊以來，至2020年7月，中國內(nèi)地發(fā)表第一單位Nature Physics論文共計89篇。

該工作利用能產(chǎn)生百萬大氣壓（接近地心壓強）的金剛石對頂砧技術(shù)，對層間強耦合二維范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)這一類新型信息材料實現(xiàn)了高效物性調(diào)控，系統(tǒng)地研究了二維異質(zhì)結(jié)的層間激子發(fā)光、電子能帶結(jié)構(gòu)等物理特性隨壓強變化的響應(yīng)。電子科技大學(xué)夏娟研究員為第一作者；夏娟研究員、王曾暉教授、南京工業(yè)大學(xué)閆家旭研究員、南洋理工大學(xué)申澤驤教授為共同通訊作者。

作者簡介

夏娟

電子科技大學(xué)特聘研究員 博導(dǎo)

夏娟，26歲，電子科技大學(xué)“百人計劃”入選者，特聘研究員，博士生導(dǎo)師。本科畢業(yè)于四川大學(xué)，博士畢業(yè)于新加坡南洋理工大學(xué)，獲得2017年度中國優(yōu)秀自費留學(xué)生獎、2018年度新加坡南洋理工大學(xué)女科學(xué)家獎，2019年入選福布斯中國30歲以下精英榜。近四年在ACS Nano, Nano Letters, Nature, Advanced Materials 等重要國際期刊和會議上合作發(fā)表文章11篇，均被SCI檢索，其中第一或通訊作者7篇。

四歲上小學(xué)，二十四歲博士畢業(yè)，剛滿26歲的夏娟，已經(jīng)從“別人家的學(xué)生”成為“別人家的老師”，正式成為“雙一流”高校的博導(dǎo)。但“人生順利到匪夷所思”的她卻表示，讀博期間，她曾多次想退學(xué)，兩度向?qū)熖岢鐾藢W(xué)。堅持下來的背后，她將其歸因為來自“榜樣的力量”。如今，她也成為了別人的榜樣。詳情可點擊：又一位！26歲當(dāng)上985博導(dǎo)，讀博期間也曾兩次想要退學(xué)......

研究成果簡介

“壓力引發(fā)動力，動力激發(fā)潛力”，不僅適用于心理學(xué)、教育學(xué)等領(lǐng)域，也適用于物理學(xué)。在實驗?zāi)蹜B(tài)物理研究中，“壓力工程”（Pressure engineering）是一種重要的調(diào)控材料物理特性的手段，不僅可與原位光學(xué)、電學(xué)研究相結(jié)合，且具有高效、連續(xù)、可逆等優(yōu)點。在該工作利用的金剛石對頂砧（DAC）高壓技術(shù)中，對頂放置的兩個鉆石的微米級砧面處可產(chǎn)生接近地心壓強的超高靜水壓環(huán)境，能夠?qū)λ芯康捏w系（以二維材料為例）產(chǎn)生大于30%的體積變化，從而實現(xiàn)對所研究材料體系的大幅高效調(diào)控。

▲“壓力工程”：用金剛石對頂砧對二維異質(zhì)結(jié)層間距離及激子行為實現(xiàn)高效調(diào)控。圖片來源及版權(quán)：Nature Physics及論文作者（轉(zhuǎn)載請務(wù)必保留此版權(quán)說明，以免引起版權(quán)糾紛及訴訟）

二維范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)因“層內(nèi)共價鍵-層間范德華作用”的結(jié)構(gòu)特性，以及多樣化的能帶匹配和層間耦合作用等特點，表現(xiàn)出豐富的光學(xué)、電學(xué)和光電特性，在實現(xiàn)新型光子、電子和光電器件方面具有獨特的潛力。特別是具有強層間耦合作用的二維范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)表現(xiàn)出更顯著的層間激子行為，在未來信息器件領(lǐng)域的應(yīng)用極具前景。與此同時，二維范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)的層間激子對層間距離十分敏感；因此，通過壓強等外界調(diào)控手段來改變二維范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)的間距離，能夠?qū)崿F(xiàn)對層間激子及相關(guān)物理特性的高效調(diào)控。

▲金剛石對頂砧（DAC）調(diào)控二維異質(zhì)結(jié)獨特層間距及層間耦合作用示意圖。圖片來源及版權(quán)：Nature Physics及論文作者（轉(zhuǎn)載請務(wù)必保留此版權(quán)說明，以免引起版權(quán)糾紛及訴訟）

基于此，本工作在成功獲得層間強耦合WSe2-MoSe2二維范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)的基礎(chǔ)上，利用其層間距離可由外界壓強高效調(diào)控的特點，采用DAC裝置成功實現(xiàn)了高壓下微觀結(jié)構(gòu)和物理特性的原位調(diào)控。研究者通過實驗觀察到了這類二維異質(zhì)結(jié)的層間激子行為在一萬個大氣壓（1 GPa）附近發(fā)生的顯著變化，并通過理論計算該二維異質(zhì)結(jié)在不同壓強下的電子能帶結(jié)構(gòu)，成功地解釋了這一獨特的突變現(xiàn)象。

▲本工作所使用的層間強耦合二維異質(zhì)結(jié)WSe2-MoSe2的形貌、結(jié)構(gòu)，及其強耦合特性帶來的獨特激子行為。圖片來源及版權(quán)：Nature Physics及論文作者（轉(zhuǎn)載請務(wù)必保留此版權(quán)說明，以免引起版權(quán)糾紛及訴訟）

本工作利用DAC技術(shù)所提供的超高壓強成功實現(xiàn)了對二維異質(zhì)結(jié)中層間強耦合作用的高效調(diào)控，有助于進一步推動基于這類二維范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)的新型激子型器件研究，為未來此類新型信息器件的探索和應(yīng)用提供了新的思路。

本項研究得到了國家自然科學(xué)基金、國家重點研發(fā)計劃、四川省科技廳等項目的支持。

?期刊介紹：

Nature Physics是Nature在物理學(xué)領(lǐng)域的旗艦子刊，也是該學(xué)科領(lǐng)域經(jīng)由同行評審的權(quán)威科學(xué)期刊。根據(jù)Web of Science數(shù)據(jù)統(tǒng)計，自2005年創(chuàng)刊以來，至2020年7月，中國內(nèi)地發(fā)表第一單位Nature Physics論文共計89篇。

?文章鏈接：?

https://www.nature.com/articles/s41567-020-1005-7

編輯?∑Gemini

來源：科研島

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總結(jié)

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