南航国际前沿科学研究院刘衍朋团队: 2D材料在表面声波诱导下产生的新效应

发布时间:2023-02-12浏览次数:632作者:刘衍朋教授团队来源:国际前沿科学研究院供图:刘衍朋教授团队责任编辑:审核:张助华

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研究背景

表面声波 (SAW) 是在固体表面内传播的一种准二维声波,传输方式简单,易于分辨,且损耗小,在调制电子和光电子器件方面具有巨大应用潜力。


表面声波所携带的动态应变场和压电场决定了二维 (2D) 激子和声子之间的相干操纵和转换,是一种简单有效的激子动力学调控新手段。在过去的十年中,许多有趣的声诱导效应,包括声电效应、声伏效应、声学斯塔克效应、声霍尔效应和声学激子输运,相继被报道。


然而,更多的声学现象,如谷声电效应、谷声电霍尔效应、声学自旋霍尔效应等,仅在理论上被提出,尚未得到实验验证,制约着进一步诱导和操纵二维材料新现象和新功能的重要一环。


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Figure 1. 表面声波诱导二维材料产生的新奇声学现象,包括声电效应、声伏效应、声学激子输运、谷声电霍尔效应、声自旋霍尔效应和声子激光。

鉴于此,南京航空航天大学刘衍朋教授团队与合作者们综述了表面声波在石墨烯和过渡金属硫化物等二维材料中所诱导新奇物理现象,主要涵盖了声学电荷输运、声学激子输运和调制以及相干声学声子四个方面,讨论了该领域面临的挑战并对可行的发展方向进行了展望。


该成果以 “Surface acoustic wave induced phenomena in two-dimensional materials” 为题,发表在英国皇家化学会出版的纳米科学与技术领军期刊 Nanoscale Horizons 上,论文第一作者为聂需辰博士。


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论文概述

该工作首先介绍了表面声波与二维材料的基本耦合特征,分为动态应变场所诱导的第I类带边调制和压电场所诱导的第II类带边调制。随后,作者重点总结二维材料中声电效应、声伏效应、声学激子调制和输运、相干声学声子等新奇物理现象的最新研究进展,旨在为表面声波诱导二维材料产生新奇物理现象提供一个直观的理解,推进二维材料在电子和光电子器件中的应用。

论文信息

  • Surface acoustic wave induced phenomena in two-dimensional materials
    Xuchen Nie*, Xiaoyue Wu, Yang Wang, Siyuan Ban, Zhihao Lei, Jiabao Yi, Ying Liu* and Yanpeng Liu*
    Nanoscale Horiz., 2023, Advance Article
    https://doi.org/10.1039/D2NH00458E

部分作者简介

聂需辰 博士

本文第一作者和共同通讯作者,南京航空航天大学国际前沿科学研究院讲师,硕士生导师,主要从事超快光谱学和低维量子材料中的时空动力学研究。在 New J. Phys.、Phys. Rev. B、Nanoscale Horiz.、Mater. Res. Lett. 等物理期刊上发表 SCI 论文 10 余篇,授权专利 1 项。


刘衍朋 教授

本文共同通讯作者,南京航空航天大学教授,博士生导师,第十五批国家“海外高层次人才引进计划”青年项目,江苏省“双创人才”和南航“长空英才”等计划入选者。在分析化学、材料化学和物理化学等领域深耕十余年,目前已在 SCI 源期刊发表论文 50 余篇,包括 Nature,Nature Nanotechnology,Nature Materials,Nature Review Materials,PNAS, Nano Letter,Advanced Materials 等著名期刊。其中发表Nature系列论文 10 篇,SCI 他引 3500 余次;多篇论文成果获得 Nature 等期刊专题或亮点报道;被 Materials today、Compound Semiconductor、Phys.org 等知名科技网站专题报道十余次。授权专利 1 项。


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