Atomically thin mica flakes and their application as ultrathin insulating substrates for graphene
我们表明，它是可能的沉积，通过机械剥离SiO2/Si晶片，原子级薄的云母片下降到一个单一的单层厚度。这些云母片在SiO2/Si衬底上的光学对比度取决于它们的厚度、照明波长和SiO2衬底厚度，可以通过基于菲涅耳定律的模型来定量地解释。原子级薄的绝缘晶体片的制备将使得能够制造无缺陷的绝缘衬底、电介质势垒或平面电子隧穿结。此外，我们表明，几层石墨烯片可以沉积在上面的先前转移的云母片。我们的转移方法依赖于粘弹性邮票，因为那些用于软光刻。拉曼光谱研究表明，这种全干沉积技术产生更清洁和更高质量的薄片比传统的湿转移程序的基础上光刻抗蚀剂。
2011-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Reduced dielectric screening and enhanced energy transfer in single and few-layer MoS2
我们报道了从硒化镉（CdSe）量子点到单层和少层二硫化钼（MoS2）的高效非辐射能量转移。供体量子点光致发光的淬灭随着MoS2薄片厚度的减小而增加，对于单层MoS2观察到最高效率（>95%）。这种违反直觉的结果是由于在具有异常大的介电常数和强的面内跃迁偶极矩的薄层半导体中减少的介电屏蔽引起的，如在MoS2中发现的。在0D发射器和2D吸收器之间的激子能量转移是基本上令人感兴趣的，并且能够实现广泛的应用，包括宽带光学下转换、光学检测、光伏敏化和发光器件中的色移。
2014-08-07 cond-mat.mes-hall
Spin transport in fully hexagonal boron nitride encapsulated graphene
我们在室温下研究了完全六方氮化硼（hBN）封装的石墨烯自旋阀器件。该器件由封装在两个结晶hBN薄片之间的石墨烯通道组成;厚hBN薄片作为底栅电介质衬底，其掩蔽来自SiO2/Si衬底的电荷杂质，单层薄hBN薄片作为隧道势垒。完全封装防止石墨烯在光刻期间与任何聚合物/化学品接触，并且因此在封装的石墨烯的不同区域上提供均匀的电荷和自旋传输性质。此外，即使在注入电极和检测电极之间具有处于电导率失配状态的多个电极，我们在薄hBN封装的石墨烯通道下观察到超过12.5 μ π ι长距离的自旋传输，证明了薄hBN作为有效隧道势垒的清洁界面和无针孔性质。
2016-03-14 cond-mat.mes-hall
Probing the influence of dielectric environment on excitons in monolayer WSe2: Insight from high magnetic fields
原子级薄的半导体中的激子必须靠近表面，因此它们的性质预计会受到周围介电环境的强烈影响。然而，探索这种作用的系统研究是具有挑战性的，部分原因是最容易获得的激子参数-激子的光学跃迁能量-在很大程度上是受周围介质影响的\textit{un}。在这里，我们表明，介电环境的作用是揭示通过其系统的影响\textit{size}的激子，这可以直接测量通过高磁场中的激子跃迁的抗磁位移。利用剥离的WSe $_2$单层膜固定在单模光纤上，通过用不同的材料封装薄片来调节周围的介电环境，并在65 T下进行了极化低温磁吸收研究。系统的激子的大小与介电屏蔽的增加，并同时减少结合能（也从这些测量推断），定量比较领先的理论模型。这些结果证明了激子性质如何在未来的2D光电子器件中进行调节。
2016-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Freeform nanostructuring of hexagonal boron nitride
六方氮化硼（hBN）-长期以来被认为是一种热稳定的陶瓷-现在可以作为原子级光滑的单晶薄片使用，彻底改变了其在光电子学中的应用。对于纳米光子学，这些薄片提供强非线性、双曲色散和单光子发射，为光学和量子光学应用提供独特的特性。对于纳米电子学，它们原始的表面，化学稳定性和宽带隙使它们成为二维电子器件的关键衬底，密封剂和栅极电介质。然而，在探索这些优势的同时，研究人员一直局限于平面薄片或带有基本狭缝和孔的图案，严重限制了先进的架构。如果可以自由改变薄片轮廓，hBN结构将提供强大的设计参数，以进一步操纵下一代器件中的光子、电子和激子的流动。在这里，我们展示了自由形式的hBN纳米结构相结合的热扫描探针光刻和反应离子蚀刻，以惊人的保真度形成薄片。我们利用亚纳米高度控制和高空间分辨率来生产以前无法实现的薄片结构，用于广泛的光电应用。对于光子学，我们制造微元件，并通过在两个平面镜之间放置球形hBN微透镜来显示这些元件的直接转移和集成，以获得稳定，高质量的光学微腔。然后，我们减小图案化长度尺度以引入电子的傅立叶表面，在hBN中创建复杂的高分辨率景观，为应变和能带结构工程提供新的可能性。这些能力可以推进双曲超材料、极化激元、双电子、量子材料和2D光电子器件中新兴现象的发现和利用。
2021-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Morphology and magneto-transport in exfoliated graphene on ultrathin crystalline \b{eta}-Si3N4(0001)/Si(111)
我们首次报道了石墨烯在\b{eta} -Si_3 N_4（0001）/Si（111）上的转移实验研究。我们的工作提供了一个全面的定量理解的物理学的Si 3 N4作为栅极电介质的石墨烯为基础的设备。在超高真空（UHV）条件下，在Si（111）衬底上生长了Si 3 N4薄膜，并用扫描隧道显微镜（STM）对其进行了研究。随后，通过基于聚合物的转移技术将石墨烯薄片沉积在其顶部上，并且由石墨烯薄片制造霍尔条器件。在器件制造之后，再次采用STM来研究在UHV条件下的石墨烯薄片，并且显示表面质量被保持。在低温下在磁场中进行的电输运测量揭示了石墨烯通道中载流子类型和密度的背栅调制，并显示了弱局部化的发生。在这些实验条件下，没有检测到背栅和石墨烯沟道之间的漏电流。
2020-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Quantitative Raman Spectrum and Reliable Thickness Identification for Atomic Layers on Insulating Substrates
我们证明了在一个共同的堆叠实验配置中的样品和基板层的拉曼强度的量化的可能性，因此，提出了一个通用的和快速的厚度识别技术的原子尺度层的电介质基板上。前所未有的宽范围的拉曼光谱数据的原子级平坦的二硫化钼薄片收集与理论模型进行比较。我们发现，所有的强度特征，可以准确地捕获时，包括光学干涉效应。令人惊讶的是，我们发现，即使是自由悬浮的硫属化物少层薄片有一个更强的拉曼响应比从体相。重要的是，尽管样品光谱的强度随厚度的振荡，基板加权光谱强度变得单调。结合它对样品厚度的敏感性，我们建议这个量可以用来快速确定原子层的准确厚度。
2013-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant Frictional Drag in Double Bilayer Graphene Heterostructures
我们研究了由2 $-$ 5 nm厚的六方氮化硼电介质分隔的两个双层石墨烯片中载流子之间的摩擦阻力。在温度（$T$）低于$\sim$ 10 K，我们观察到一个大的异常负阻力主要出现在附近的阻力层电荷中性。异常拖曳电阻率随着{ \it T}的降低而显著增加，并且在最低{ \it T} = 1.5 K时变得与层电阻率相当。在低$T$下，拖曳电阻率表现出层互易性的击穿。拖曳电阻率和拖曳层珀耳帖系数的比较表明，这种异常阻力的热电起源。
2016-03-02 cond-mat.mes-hall
Enhanced transmission modulation based on dielectric metasurfaces loaded with graphene
我们提出了一种混合石墨烯介电超颖表面设计，以实现在近红外（近IR）频率下的强可调谐和调制传输。所提出的装置是由放置在二氧化硅衬底上的周期性对不对称硅纳米棒构成的。一个原子厚的石墨烯片位于纳米棒和衬底之间。由于在近红外波长处的零欧姆损耗，该全电介质超颖表面的面内电磁场高度局部化并增强。它们与石墨烯强烈相互作用并与其性质耦合。由于在该频率点处的电和磁偶极子响应的抵消，在该混合全电介质超颖表面配置的谐振频率处获得了尖锐的Fano传输。石墨烯单层薄片的性质可以通过调节其费米能或化学势来调节，从而导致不同的掺杂水平以及等效的材料参数。结果表明，由于强光石墨烯相互作用，所提出的混合系统的Q因子和Fano共振透射光谱可以被有效地调谐和控制。据报道，在近红外频率下，透射系数的调制率高于60%。所提出的混合石墨烯/电介质纳米器件具有紧凑的占地面积，超快的速度，并且可以容易地集成到当前的CMOS技术。这些特性在近红外可调谐滤波器、更快的光学互连、高效传感器、开关和幅度调制器等方面具有广阔的应用前景。
2015-07-31 cond-mat.mes-hall physics.class-ph physics.optics
Electrically Reconfigurable Optical Metamaterial Based on Colloidal Dispersion of Metal Nano-Rods in Dielectric Fluid
光学超材料以其在成像和隐形隐身方面的纳米级分辨率的惊人承诺抓住了人们的想象力。我们展示了一种构建超材料的方法，其中金属纳米棒的尺寸远小于光的波长，悬浮在流体中，并放置在一个不均匀的电场。由于介电泳效应，电场控制纳米棒的空间分布和取向。纳米棒的场控制放置引起光学效应，诸如变化的折射率、光学各向异性（双折射）和由超材料包围的物体的降低的可见性。
2009-12-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Selective enhancement of topologically induced interface states in a dielectric resonator chain
最近在绝缘体和超导体中实现了拓扑相，推动了对稳健量子技术的探索。可控地实现底层拓扑特征的前景激励了探索用于类似实现的光学平台。在这里，我们实现了一个拓扑诱导的缺陷状态的介质微波谐振器链，并表明系统的功能可以通过补充拓扑保护与非厄米对称性，没有一个电子对应增强。我们利用缺陷态的一个特有的拓扑特征，即它破坏了亚晶格对称性。这将状态与尊重奇偶时间对称性的损耗隔离，这增强了其相对于频域和时域中的所有其他状态的可见性。这种模式选择机制自然地延续到广泛的拓扑和奇偶时间对称光学平台，包括耦合器，整流器和激光器。
2015-04-03 cond-mat.mes-hall physics.optics
Purcell enhancement in layered InSe on the Mie-resonant silicon nitride waveguide
Ioffe Institute（约费研究所）；Faculty of Physics, Lomonosov Moscow State University（莫斯科国立大学物理系）
研究通过将二维半导体与介电共振结构结合，实现InSe激子发光的普尔塞增强，展示出在硅氮化物波导中激子衰减时间减少三倍的成果，揭示了二维材料与介电界面在集成光子器件中的潜力。
2026-07-07 cond-mat.mes-hall
Imaging Spectroscopic Ellipsometry of Mono- and Few-layer MoS2
用椭圆偏振光谱成像技术研究了二硫化钼（MoS2）单层和多层膜的微机械剥离。结合刀口照明，可以在任意平面和透明基材上检测和分类MoS2薄片，横向分辨率低至1至2 μ m。从单层和三层二硫化钼的复介电函数。它们是从多层膜模型中提取的，以适合采用各向异性和各向同性拟合方法测得的椭偏角。我们发现，光学常数的临界点的能量可以被视为是独立的所使用的模型，而光学常数的大小与所使用的模型。各向异性模型表明，蓝宝石支撑的MoS2片的最大吸收率对于单层为约14%，对于三层MoS2为10%。此外，单层MoS2的复介电函数的横向均匀性进行了研究，空间分辨率为2 μ m。仅观察到微小波动。没有证据的应变，为大量的无序或晶格缺陷，可以发现在二硫化钼单层从互补的拉曼光谱测量的无裂纹区域。我们假设，在光学常数的微小的横向变化所造成的范德华相互作用的横向修改，大概是由使用微机械剥离和粘弹性冲压制备。
2016-11-16 cond-mat.mes-hall
Side-gate leakage and field emission in all-graphene field effect transistors on SiO2/Si substrate
我们制作平面全石墨烯场效应晶体管与自对准侧栅极在100 nm的主要石墨烯导电沟道，使用一个单一的光刻步骤。我们展示了低于1V的侧选通，电导调制为35%，在10 mV的漏极偏压下，导通电阻高达0.5 mS/mm。我们测量的平面泄漏沿SiO2/真空栅极电介质在很宽的电压范围内，报告迅速增长的电流超过15 V。我们揭示了驱动泄漏的微观机制，作为弗伦克尔-普尔运输通过SiO2的激活福勒-诺德海姆隧道在真空中，这在高电压下成为主导。我们报道了石墨烯片之间的场发射电流密度高达1uA/um。这些发现对于原子级薄器件的小型化至关重要。
2016-01-30 cond-mat.mes-hall
Colors Of Graphite On Silicon Dioxide
石墨的单原子层可以电接触，并用作新的有前途的设备的构建块。这些实验今天之所以成为可能，是因为可以使用简单的光学显微镜在介电衬底上识别非常薄的石墨。我们调查的机制背后的强大的可见性石墨和我们讨论的重要性的基板和显微镜物镜用于成像。
2007-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spectrally narrow exciton luminescence from monolayer MoS2 exfoliated onto epitaxially grown hexagonal BN
过渡金属二硫属化物（TMD）单分子膜（ML）中强的光-物质相互作用由强激子控制。已经取得了重要的进展，以控制周围的ML的介电环境，特别是通过六方氮化硼（hBN）封装，这大大减少了激子线宽的不均匀的贡献。大多数研究使用来自高压下生长的高质量薄片的剥离的hBN。在这项工作中，我们表明，hBN生长的分子束外延（MBE）在一个大的表面积基板具有类似的积极影响，从TMD ML的光发射。我们在Ni/MgO（111）衬底上用分子束外延法生长了MoS $_2$和MoSe $_2$多层膜。然后我们用剥离的hBN覆盖它们，以最终获得包封的样品：剥离的hBN/TMD ML/MBE hBN。我们观察到我们的样品相比，直接剥离在SiO $_2$基板上的TMD ML的光学质量的改善。我们的研究结果表明，分子束外延生长的hBN可以作为一个平坦的和免费的衬底，用于制造大规模的TMD基异质结构。
2018-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Accessing high optical quality of MoS2 monolayers grown by chemical vapor deposition
化学气相沉积（CVD）允许在廉价衬底上的大表面积上生长过渡金属二硫属化物（TMD）。在这项工作中，我们相关的CVD生长的MoS $_2$单层（ML）的结构质量的SiO $_2$ /Si晶片的高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）研究显示，在低温到环境温度的光发射和吸收的高光学质量。我们用高分辨透射电子显微镜测定了样品的缺陷浓度为10 $^{13}$ cm $^{-2}$。为了获得ML的固有光学质量，我们从SiO $_2$生长衬底中去除ML，并将其封装在具有低缺陷密度的hBN薄片中，以减少介电无序的不利影响。在低温下（T= 4K），自由激子的发射和吸收光谱的光跃迁线宽为5 meV.这与通过散装材料的机械剥离获得的最佳ML样品相当。CVD生长的MoS $_2$ ML的光致发光主要由自由激子而不是缺陷，即使在低温下。高的光学质量的样品进一步证实了观察激发激子态的里德伯系列。我们在CVD生长的MoS $_2$层中光学地产生谷相干性和谷极化，显示了研究大表面积CVD样品中自旋和谷物理的可能性。
2019-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
