Different regimes of Forster energy transfer between an epitaxial quantum well and a proximal monolayer of semiconductor nanocrystals
我们计算了从激发态外延量子阱（QW）到近端单层半导体量子点（QD）的非辐射福斯特型能量转移（ET）的速率。量子阱中不同的电子-空穴组态被认为是温度和激发电子-空穴密度的函数。理论上确定的ET率和量子阱辐射复合率的比较表明，取决于特定的条件下，ET率是可比的，甚至大于辐射复合率。这种高效的Forster ET有望用于实现ET泵浦的基于量子点的发光器件。
2005-02-14 cond-mat.mes-hall
Rubidium intercalation in epitaxial monolayer graphene
本研究利用多技术手段系统考察SiC(0001)外延单层石墨烯下的Rb插层，揭示其有序相结构、n型掺杂效应及高温可逆演化。
2025-01-16 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
Growth of Large Domain Epitaxial Graphene on the C-Face of SiC
研究了在SiC的C面上外延生长石墨烯。使用约束控制升华（CCS）方法，我们已经实现了良好的控制生长，并能够观察到均匀单层石墨烯的传播。表面图案揭示了生长的两个重要方面，即碳扩散和化学计量要求。此外，还发现了一种新的“阶梯式”增长方式。通过这种模式，单层石墨烯域可以具有数百平方微米的面积，同时，最重要的是，避免了阶梯聚束，并且保留了初始均匀阶梯状的SiC表面。阶梯式生长提供了一种可能的途径，在晶片尺寸上实现均匀的外延石墨烯，而不会损害SiC的初始平坦表面形态。
2012-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic and magnetic characterization of epitaxial CrBr$_3$ monolayers
通过层状二维材料中的邻近效应将给定的材料属性压印到另一个材料属性的能力为设计师材料的创建开辟了道路。在这里，我们使用分子束外延（MBE）的超导磁体混合异质结构的直接合成相结合的超导铌二硒化物（NbSe $_2$）与单层铁磁三溴化铬（CrBr $_3$）。使用不同的表征技术和密度泛函理论（DFT）计算，我们已经证实，CrBr $_3$单层保持其铁磁有序与磁晶各向异性有利于面外自旋取向。低温扫描隧道显微镜（STM）测量结果表明，在外加磁场的实验条件下，NbSe $_2$的超导能隙略有减小，在CrBr $_3$层上形成了涡旋晶格.我们的研究结果有助于更广泛的框架，利用邻近效应，实现新的现象，在二维异质结构。
2020-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Robust Coulomb Gap and Varied-temperature Study of Epitaxial 1T'-WSe$_2$ Monolayers
本文通过变温ARPES和STS研究外延1T'-WSe$_2$单层的电子与晶体性质，发现BLG上样品具有显著热膨胀效应，而SrTiO$_3$上样品受衬底应变抑制变化，并证实库仑能隙可维持至200 K，为量子自旋霍尔器件应用提供依据。
2024-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Floating up of the zero-energy Landau level in monolayer epitaxial graphene
我们报告的低密度，大面积单层外延石墨烯器件生长在SiC上的磁输运测量。我们发现，单层石墨烯中的零能朗道能级（LL），这被预测为是磁场（$B$）无关的，可以浮动以上的费米能量在低$B$。这得到了由半圆定律近似的温度（$T$）驱动流程图以及$e^2/h$附近霍尔电导率$σ_{xy}$中的$T$独立点的支持。我们的实验数据与传统的理解形成鲜明对比，在低$T$下通过机械剥离制备的原始石墨烯中的第零LL和金属样行为。这一令人惊讶的结果可以归因于衬底诱导的亚晶格对称性破缺，它分裂了第零朗道能级的简并。我们的发现提供了一个统一的图片，关于金属的行为，在原始的石墨烯制备的机械剥离，绝缘行为和绝缘体量子霍尔过渡在单层外延石墨烯。
2016-02-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Crossover of Ising- to Rashba-Type Superconductivity in Epitaxial Bi2Se3/Monolayer NbSe2 Heterostructures
一个拓扑绝缘体（TI）与一个s波超导体的接口已经被预测拥有一种不寻常的超导形式，称为拓扑超导（TSC）。分子束外延（MBE）是大规模制备TI/超导体异质结的主要方法。虽然已经实现了在s波超导体上生长外延TI膜，但合成原子级薄的TI/超导体异质结构仍然是一个突出的挑战，这对于工程TSC相至关重要。在这里，我们使用分子束外延生长Bi 2Se 3薄膜的单层NbSe 2上的控制厚度，并进行原位角分辨光电子能谱和异位磁输运测量这些Bi 2Se 3/单层NbSe 2异质结。我们发现，在Bi_2Se_3/单层NbSe_2异质结构中，Rashba型体量子阱带和自旋非简并表面态的出现与超导电性的面内上临界磁场的显著抑制相一致.这是从伊辛到拉什巴型超导配对的交叉的签名，通过改变Bi 2Se 3膜厚度引起的。我们的工作开辟了一条新的途径，探索一个强大的TSC相在TI/Ising超导体异质结构。
2022-04-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Surface charge-transfer doping a quantum-confined silver monolayer beneath epitaxial graphene
最近，石墨烯/SiC界面已经成为一个通用的平台，否则不稳定的，单元素，二维（2D）层通过嵌入外延。它们内部覆盖了一个带有顶部石墨烯的范德华异质结构，构成了一类新的量子材料，与它们的母体大块晶体相比具有惊人的特性。嵌入银提出了一个典型的例子，其中2D量子限制和反转对称性破缺需要金属到半导体的转变。然而，很少有人知道相关的未被占领的国家，和控制费米能级的位置跨越带隙将是可取的。在这里，我们通过原位钾沉积对石墨烯/2D-Ag/SiC异质叠层进行n型掺杂，并通过基于同步加速器的角度分辨光电子能谱学探测其能带结构。虽然在$10^{14}$ cm $^{-2}$数量级上的诱导载流子密度还不足以达到银导带的起始，但是石墨烯的能带排列相对于刚性移动的Ag价带和衬底芯能级而改变。我们进一步证明了一个有序的钾吸附层（$2\times 2$相对于石墨烯）与自由电子的分散，通过增强金属化的异质叠层抑制等离子体准粒子在石墨烯。我们的研究结果建立了表面电荷转移掺杂作为一种有效的处理，以修改能带排列和电子性质的范德华异质结构组装从石墨烯和一种新型的单层量子材料。
2022-06-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial Growth of Two-dimensional Insulator Monolayer Honeycomb BeO
二维（2D）材料的出现开启了平板电子学的迷人前沿。大多数结晶原子层材料是基于具有弱层间键合的层状范德华材料，这自然会导致化学稳定的单层。我们报告的合成的二维绝缘体组成的蜂窝结构BeO（h-BeO）的单个原子片，虽然其散装对应物具有纤锌矿结构。通过分子束外延（MBE）在Ag（111）薄膜上生长h-BeO，Ag（111）薄膜通常生长在Si（111）晶片上。使用扫描隧道显微镜和光谱（STM/S），蜂窝BeO晶格常数被确定为2.65埃的绝缘带隙为6 eV。我们的低能电子衍射（LEED）的测量表明，h-BeO形成一个连续的层，在毫米级具有良好的结晶度。莫尔条纹分析表明，BeO蜂窝结构保持长期的相位相干的原子注册，即使跨银步骤。通过STS和密度泛函理论计算，我们发现h-BeO层与Ag（111）衬底之间的相互作用很弱。我们不仅证明了通过分子束外延生长h-BeO单层膜的可行性，而且还说明了大规模生长，弱衬底相互作用和长程结晶性使h-BeO成为未来技术应用的有吸引力的候选者。更重要的是，在没有大块层状对应物的情况下创建稳定的单晶原子片的能力是定制新型2D电子材料的有趣方法。
2020-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Iso-oriented monolayer α-MoO3(010) films epitaxially grown on SrTiO3(001)
在超高真空下合成有序的二维材料并通过其他技术原位直接表征它们的能力可以大大提高我们目前对它们的物理和化学性质的理解。本文采用分子束外延技术（（010）MoO 3）在SrTiO 3（001）（STO）衬底上可重复地生长出等取向的单层厚度的α-MoO 3薄膜||（001）STO，[100]MoO3|| [100]STO或[010]STO）通过自限制过程。虽然MoO 3的一个面内晶格参数非常接近SrTiO 3的面内晶格参数（aMoO 3 = 3.96 μ m，aSTO = 3.905 μ m），但沿其他方向的晶格失配很大（~ 5%，cMoO 3 = 3.70 μ m），这导致弛豫，如从反射高能电子衍射（RHEED）图案中的条纹分裂清楚地观察到的。在较窄的生长温度范围内，α-MoO 3单层膜的生长最佳。增加沉积时间不会导致厚度的进一步增加，这是由于α-MoO 3层之间的范德华力较弱，导致沉积和热脱附之间的平衡。在初始等取向α-MoO 3单层膜形成后，降低生长温度可得到较厚的结晶性良好的α-MoO 3（010）薄膜。
2015-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Valley and Zeeman Splittings in Multilayer Epitaxial Graphene Revealed by Circular Polarization Resolved Magneto-infrared Spectroscopy
在高达17.5 T的强磁场中，利用可调谐量子级联激光器对多层外延石墨烯（MEG）进行了圆偏振分辨磁红外研究。解析了MEG单层和双层石墨烯包裹体中的朗道能级（LL）跃迁，并在提取的电子能带结构中观察到相当大的电子-空穴不对称性。对于单层石墨烯，证明了$n=0$到$n=1$ LL跃迁的四重分裂，并归因于第零LL的谷和自旋简并的提升以及电子-空穴对称性的破缺。分裂的磁场依赖性进一步揭示了其可能的机制。对实验数据的最佳拟合分别产生谷分裂和塞曼分裂的有效$g$因子，$g^*_{VS}=6.7$和$g^*_{ZS}=4.8$。
2019-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial graphene integrated with a monolayer magnet
本研究通过Eu插层构建了外延石墨烯与磁性原子规则晶格耦合的异质结构，揭示了易面二维磁性、载流子自旋极化及临界磁阻行为，为石墨烯自旋电子学提供了新材料。
2025-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Proximity Effect of Epitaxial Iron Phthalocyanine Molecules on High-Quality Graphene Devices
在石墨烯上沉积磁性绝缘体是通过交换邻近相互作用在石墨烯中引入磁性以用于未来自旋电子学应用的有希望的途径。基于分子的磁体由于其合成的多功能性而可能提供独特的机会。在这里，我们研究了外延铁酞菁（FePc）分子的磁邻近效应的高品质的单层和双层石墨烯器件上的六方氮化硼衬底，通过探测本地和非本地输运。虽然FePc分子引入了大空穴掺杂效应和迁移率下降，但磁性邻近在单层石墨烯中的磁场下产生了倾斜的反铁磁状态。在双层石墨烯和FePc异质结构器件上，非局域输运揭示了明显的塞曼自旋霍尔效应。在双层散射机制的进一步分析表明，占主导地位的长程散射。我们在石墨烯/有机磁性绝缘体异质结构中的发现为在二维自旋电子器件中使用分子基磁体提供了新的见解。
2021-03-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dirac Fermion Cloning, Moir$\bf{é}$ Flat Bands and Magic Lattice Constants in Epitaxial Monolayer Graphene
石墨烯中狄拉克态之间的相互作用引起了人们极大的兴趣，因为它可以改变二维材料的电子光谱，增强电子关联，并产生新的凝聚态相，如超导体，莫特绝缘体，维格纳晶体和量子反常霍尔绝缘体。以前的工作主要集中在从不同的石墨烯层耦合狄拉克态的平带色散。在这项工作中，我们提出了一种新的路线，实现在单层石墨烯的周期性调制下的衬底的平带物理。我们以石墨烯/SiC异质结构为模型，实验证明了衬底调制导致狄拉克费米子克隆，从而导致单层石墨烯的两个狄拉克锥在动量空间中的接近。我们的理论模型捕捉狄拉克态的克隆机制，并表明，平坦的带可以出现在一定的魔晶格常数的衬底时，调制周期变得几乎相称的$(\sqrt{3}\times\sqrt{3})R30^{\circ}$超晶胞的石墨烯。结果表明，外延单层石墨烯是一个很有前途的平台，探索奇异的多体量子相位所产生的狄拉克电子之间的相互作用。
2021-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Long spin relaxation times in wafer scale epitaxial graphene on SiC(0001)
我们开发了一种简单的，可升级的过程，在SiC（0001）上外延生长的单层石墨烯上制备横向自旋阀器件，并进行非局域自旋输运测量。我们在单层石墨烯中观察到最长的自旋弛豫时间τ_S，而自旋扩散系数D_S与剥离石墨烯的典型结果相比大大降低。τ_S值的增加可能与底物的改变有关，而D_S值较小的原因尚不清楚。
2012-02-14 cond-mat.mes-hall
Magnetoresistive junctions based on epitaxial graphene and hexagonal boron nitride
我们提出单层外延石墨烯和六方氮化硼（h-BN）作为最终厚度的共价间隔磁阻结。利用第一性原理方法，我们研究了这种结的结构，磁性和自旋输运性质的基础上，结构良好的界面与（111）面心立方或（0001）六方晶系铁磁过渡金属。我们发现低电阻面积的产品，强交换耦合整个接口，和磁阻比超过100%的某些化学成分。这些属性可以微调，使拟议的结有吸引力的纳米自旋电子学应用。
2009-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Hall Effect and Quantum Point Contact in Bilayer-Patched Epitaxial Graphene
我们研究了外延单层石墨烯双层夹杂物通过磁输运测量和扫描门显微镜在低温下。我们发现，双层夹杂物可以是金属或绝缘的初始和门控载流子密度的依赖。金属双层作为边缘电流的等电位短路，而紧密间隔的绝缘双层引导电子在单层收缩，这是局部门控使用扫描门探针的流动。
2014-10-27 cond-mat.mes-hall
Half integer quantum Hall effect in high mobility single layer epitaxial graphene
量子霍尔效应，与$π$的贝里相是在这里证明了在4 H碳化硅的C面上生长的单个石墨烯层。在4 K下的迁移率为$\sim$ 20，000 cm $^2$ /V $\cdot$ s，在300 K下的迁移率为~ 15，000 cm $^2$ /V $\cdot$ s，尽管存在污染和衬底步骤。这与SiO $_2$上的最佳剥离的石墨烯薄片相当，并且比Si面外延石墨烯单层大一个数量级。这些和其他性质表明，C面外延石墨烯是基于石墨烯的电子器件的可行平台。
2009-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Growth, Electronic Structure and Superconductivity of Ultrathin Epitaxial CoSi2 Films
本文报道了在Si（111）衬底上外延CoSi_2薄膜的生长、电子结构和超导电性。在低覆盖率下，优选的岛与2，5和6单层的高度发展，这与表面能计算。我们观察到明确的量子阱态作为电子约束的结果，其色散符合密度泛函理论计算，表明弱关联效应，尽管从Co 3d电子的强贡献。非原位传输测量表明，超导性持续下降到至少10个单层，降低Tc，但大大增强了上临界场。我们的研究开辟了机会，研究量子限制，界面对称性破缺和超导电性之间的相互作用，在外延硅化物薄膜，这是在微电子技术相关。
2022-01-24 cond-mat.mes-hall
High Van Hove singularity extension and Fermi velocity increase in epitaxial graphene functionalized by gold clusters intercalation
在缓冲层和SiC（0001）上的外延石墨烯的石墨烯单层之间的金嵌入导致簇的准独立小聚集体的形成。角分辨光电子能谱测量表明，这些簇保留了石墨烯准粒子的线性分散，并令人惊讶地增加了它们的费米速度。它们还通过没有电荷转移的强延伸强烈地修改了范霍夫奇点（VH）周围的石墨烯的能带结构。这一结果提供了一个新的洞察的作用，嵌入剂在重整化的裸电子能带结构的石墨烯通常观察到的石墨和石墨烯层间化合物。
2012-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hot carrier relaxation of Dirac fermions in bilayer epitaxial graphene
通过对Shubnikov-de Haas振荡和弱局域化的磁输运测量，实验研究了双层外延石墨烯中热狄拉克费米子的能量弛豫.热电子的能量损失率被发现遵循预测的布洛赫-Grüneisen幂律行为的$T^4$在载流子温度从1.4 K到$\sim$ 100 K，由于电子-声学声子相互作用的变形势耦合常数为22 eV。与单层石墨烯中的$n_e^{-0.5}$依赖性相反，在双层石墨烯中观察到$T^4$幂律的缩放中的载流子密度依赖性$n_e^{-1.5}$，导致能量损失率作为这两个系统之间的载流子密度的函数的交叉。双层石墨烯中的电子-声子弛豫时间也显示出强烈的载流子密度依赖性，而单层石墨烯中的载流子密度在很宽的范围内保持恒定。我们的研究结果和双层和单层之间的比较展示了石墨烯系统中热载流子动力学的更全面的画面。
2014-09-22 cond-mat.mes-hall
Epitaxial Graphene Growth on SiC Wafers
利用化学气相沉积反应器在4 H-SiC和6 H-SiC衬底上制备了外延石墨烯（EG）。描述了生长条件与EG的形貌和电性能的相关性。EG在Si面样品上的拉曼光谱主要受单层厚度的影响。该方法用于在50 mm SiC晶片上生长EG，该晶片随后被制造成具有14 GHz的fmax的场效应晶体管。
2009-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure and signature of Tomonaga-Luttinger liquid state in epitaxial CoSb$_{1-x}$ nanoribbons
最近，单层CoSb/SrTiO $_3$被提出作为具有界面超导性的候选物，类似于单层FeSe/SrTiO $_3$。实验上，虽然CoSb基化合物表现为纳米线和薄膜已经实现了SrTiO $_3$衬底，作为一个丰富的游乐场，他们的电子结构仍然是未知的，尚未解决。本文采用分子束外延技术在SrTiO $_3$（001）衬底上制备了具有准一维条纹的CoSb $_{1-x}$纳米带，并利用原位角分辨光电子能谱对其电子结构进行了研究。观察到没有横向色散的直费米表面。CoSb $_{1-x}$ /SrTiO $_3$是轻微的空穴掺杂，其中界面电荷转移与单层FeSe/SrTiO $_3$相反。费米能级附近的光谱权重表现出幂律抑制，并服从普适的温度标度，是Tomonaga-Luttinger液体（TLL）态的特征。获得的TLL参数$\sim$ 0.21显示了潜在的强相关性。我们的研究结果不仅表明CoSb $_{1-x}$纳米晶体作为一个代表性的TLL系统，但也提供了线索，为进一步研究的CoSb相关的接口。
2021-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Fe-assisted epitaxial growth of 4-inch single-crystal transition-metal dichalcogenides on c-plane sapphire without miscut angle
外延生长和可控掺杂的晶圆级单晶过渡金属二硫属化物（TMDCs）是两个中心任务扩展摩尔定律超越硅。然而，尽管做出了相当大的努力，但在二维（2D）限制下同时解决这些关键问题尚未实现。在这里，我们设计了一种巧妙的外延策略，在行业兼容的c面蓝宝石上合成破纪录的4英寸单晶Fe掺杂TMDC单层，且没有误切角。深入的表征和理论计算表明，Fe的引入显著降低了蓝宝石表面平行台阶的形成能，并有助于单向TMDC畴的边缘形核（>99%）。在4英寸厚的Fe-MoS_2单晶膜上，由于其超低的接触电阻和与金属电极的良好欧姆接触，获得了高的电子迁移率（~86 cm ~ 2 V-1 s-1）和显著的开/关电流比（~108）.这项工作代表了在桥接晶片级单晶2D半导体的合成和掺杂方面的实质性飞跃，而不需要衬底误切，这将促进进一步的器件缩小和摩尔定律的扩展。
2022-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Synthesis and Local Probe Gating of a Monolayer Metal-Organic Framework
实现大面积均匀的二维（2D）金属有机框架（MOFs）并控制其在惰性表面上的电子性质是迈向电子器件未来应用的一大步。在此，我们成功地在外延石墨烯表面上制备了具有长程序的二维单层Cu-二氰基蒽（DCA）多晶光学薄膜。通过低温扫描隧道显微镜（STM）和光谱学（STS）结合密度泛函理论（DFT）计算研究了其结构和电子性质。我们展示了使用尖端诱导的局部电场在2D MOF中获得多个分子电荷状态。我们期望类似的策略可以应用于制造和表征具有异国情调的工程电子状态的2D MOFs。
2021-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Liquid metal intercalation of epitaxial graphene: large-area gallenene layer fabrication through gallium self-propagation at ambient conditions
本文提出一种在环境条件下通过液态镓插层外延石墨烯制备大面积gallenene薄膜的方法，揭示了镓自蔓延机制及异质结构相互作用，为晶圆级二维材料的可控制备提供了新途径。
2020-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial growth and properties of La0.7Sr0.3MnO3 thin films with micrometer wide atomic terraces
采用脉冲激光沉积法在SrTiO 3（100）衬底上外延生长了宽原子台阶的La0.7Sr0.3MnO3（LSMO）薄膜。原子力显微镜测量表明，LSMO薄膜的原子台阶约为4 μ m，原子平台宽度大于2 μ m。对于20个单层（ML）的LSMO膜，在室温下的磁化强度被确定为255 ± 15 emu/cm 3，对应于每个Mn原子1.70 ± 0.11玻尔磁子。当LSMO的厚度从8 μ L增加到20 μ L时，温度依赖的绝缘体到金属行为转变的临界厚度被示出为9 μ L。此外，在氧气环境中的后退火改善了LSMO薄膜的电子输运和磁性。
2015-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Growth of monolayer graphene on 8deg off-axis 4H-SiC (000-1) substrates with application to quantum transport devices
使用高温退火条件，其中石墨帽覆盖8度离轴4 H-SiC样品的C面，已经生长了大且均匀的单个外延石墨烯层。拉曼光谱显示这些单层石墨烯片的几乎独立的特征的证据，这是由磁输运测量证实。我们发现一个温和的p型掺杂，高载流子迁移率和半整数量子霍尔效应典型的高品质石墨烯样品。这为石墨烯与构成当今SiC行业标准的晶圆上的SiC器件的完全兼容集成开辟了道路。
2010-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial graphene on SiC: 2D sheets, selective growth and nanoribbons
综述了利用限制控制升华法在SiC上外延生长石墨烯的研究进展，重点介绍了在4 H-SiC碳表面上的多层和单层外延石墨烯以及在生长抑制或生长增强掩模下的定向和选择性生长结构。还介绍了模板化石墨烯纳米结构生长的最新进展，例如数十微米长的非常良好限制和隔离的20- 40 nm宽的石墨烯带。最后给出了带阵列与硅片大规模集成的方案。
2016-11-27 cond-mat.mes-hall
High Throughput Characterization of Epitaxially Grown Single-Layer MoS2
用化学气相沉积法生长单层MoS2是一种成熟的方法，可以制备大面积和高质量的样品。在这篇文章中，我们调查的几何和光学特性的数百个单独的单层二硫化钼微晶高度抛光蓝宝石衬底上生长。大多数微晶沿着蓝宝石衬底的台阶取向，并且具有包括在10 μm2和60 μm2之间的面积。对这些微晶进行的差分反射率测量表明，二硫化钼微晶的面积对B激子的位置和加宽有影响，而取向不影响二硫化钼的A和B激子。这些测量结果表明，差分反射率测量有可能被用来表征大面积CVD生长样品的均匀性。
2017-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Solution Monolayer Epitaxy for Tunable Atomically Sharp Oxide Interfaces
原子级尖锐界面的外延生长是纳米纤维的主要组成部分之一。这种接口对于包括晶体管、光伏电池和存储器组件在内的各种器件的操作至关重要。为了避免可能妨碍这种器件的操作的电荷陷阱，层必须是原子级尖锐的。原子级尖锐界面的制造通常需要超高真空技术和高衬底温度。我们在这里提出了一种新的自限性湿化学工艺从醇盐前体的外延层的沉积。这种方法是快速，廉价，并产生完美的接口，我们验证了各种分析技术。它允许半单位单元分辨率的异质结构的设计。我们证明我们的方法通过设计空穴型氧化物界面SrTiO 3/BaO/LaAlO 3。我们表明，通过这个接口的运输表现出混合电子空穴的贡献与空穴迁移率超过电子的属性。我们的方法和结果是朝着可控设计的p型氧化物界面的重要一步。
2017-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Confined monolayer Ag as a large gap 2D semiconductor and its momentum resolved excited states
2D材料具有有趣的量子现象，与它们的大块材料截然不同。最近，外延合成的晶圆级二维金属，元素原子组成，吸引了人们的注意，不仅是因为他们的潜在应用，但也为奇异的量子效应，如超导。通过使用时间分辨和角度分辨光电子能谱（ARPES）映射动量分辨电子态，我们揭示了限制在双层石墨烯和SiC之间的单层Ag是一个大间隙（> 1 eV）的2D半导体，与GW校正的密度泛函理论一致。测得的价带色散与DFT-GW准粒子带相匹配。然而，导带色散示出了2.4 m0的极大有效质量。这种大的增强的表观质量的可能机制进行了讨论。
2022-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of Resistively Detected Hole Spin Resonance and Zero-field Pseudo-spin Splitting in Epitaxial Graphene
石墨烯中的电子载流子在室温下显示出高的载流子迁移率。因此，该系统被广泛认为是一种潜在的未来基于电荷的高速电子材料，以补充或取代硅。同时，石墨烯的自旋性质表明了基于自旋的电子学或自旋电子学以及基于自旋的量子计算的改进能力。因此，自旋的检测、表征和输运已经成为石墨烯中感兴趣的主题。在这里，我们报告了一个微波光激发的单层和三层石墨烯的输运研究，揭示了一个意想不到的强大的微波诱导的电响应和双微波诱导的共振直流电阻。结果表明，自旋共振的电阻检测，并提供了一个测量的g因子，自旋弛豫时间，和亚晶格简并分裂在零磁场。
2012-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Inlaid ReS2 Quantum Dots in Monolayer MoS2
二维（2D）过渡金属二硫属化物（TMD）由于其固有的二维限制，是一种很有前景的量子器件材料。它们还提供了实现甚至更低维的面内电子约束的平台，例如，0D量子点，具有奇异的物理特性。然而，在1L晶体中制造这种横向限制的单层（1L）纳米结构仍然具有挑战性。在这里，我们报告的实现1L ReS2量子点外延镶嵌在1L MoS2的两步化学气相沉积方法结合等离子体处理。ReS2和MoS2之间的横向晶格失配导致1L ReS2纳米点的尺寸依赖的晶体结构演化和面内应变。光谱分析表明，在1L ReS2量子点和MoS2基质之间存在异常的电荷转移，这是由于电子在1L ReS2量子点中被俘获所致。该研究为在二维材料中实现面内量子限制器件在量子信息中的潜在应用奠定了基础。
2019-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coherent Growth and Characterization of van der Waals 1T-VSe$_2$ Layers on GaAs(111)B Using Molecular Beam Epitaxy
报道了用分子束外延技术在GaAs（111）B衬底上外延生长八面体配位（1 T）结构的二硒化钒（VSe $_2$）薄膜。膜厚度从一个单一的单层（ML）高达30 ML的证明。利用x射线衍射、透射电子显微镜、扫描隧道显微镜和x射线光电子能谱学对薄膜的结构和化学性质进行了研究，结果表明薄膜具有高质量的薄膜。进一步的研究表明，GaAs上的单层VSe $_2$膜是不空气稳定的，并且在几个小时内容易氧化，这表明保护性覆盖层应该用于器件应用。这项工作表明，VSe $_2$，一个候选的范德华材料可能的自旋电子和电子应用，可以集成与III-V族半导体通过外延生长的2D/3D混合器件。
2020-04-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fabrication and Study of Large Area QHE Devices Based on Epitaxial Graphene
为了开发量子霍尔效应电阻标准，研制了基于外延石墨烯薄膜的量子霍尔效应（QHE）器件。霍尔器件中的石墨烯-金属接触区域已被改进并使用双金属化工艺制造。测试的器件具有（0.6 - 10）*10^11 1/cm ^2的初始载流子浓度，并且在相对低（3 T）的磁场下显示出半整数量子霍尔效应。光化学选通方法的应用和样品的退火提供了一种方便的方法来调节载流子密度到最佳值。在中等磁场强度（<7 T）下，石墨烯和GaAs器件的量子霍尔电阻（QHR）的精确测量结果显示，相对一致性在6*10^-9以内。
2014-12-08 cond-mat.mes-hall
Substitutional mechanism for growth of hexagonal boron nitride on epitaxial graphene
通过在1100 ℃下将石墨烯暴露于环硼氮烷（BH）3（NH）3，在SiC（0001）上的石墨烯上生长单层厚的六方氮化硼（h-BN）。h-BN膜形成约2微米尺寸的晶粒，相对于表面石墨烯具有30度的优选取向。低能电子显微镜是用来提供明确的签名的数量和组成的二维（2D）平面的表面。发现这些晶粒通过取代表面石墨烯而形成，通过这种取代产生的C原子然后被并入h-BN下方（在现有石墨烯和SiC之间的界面处）以形成新的石墨烯平面。
2018-07-06 cond-mat.mes-hall
Lateral quantum confinement effect on monolayer high-Tc superconductors
本文通过扫描隧道谱研究 SrTiO3 衬底上横向受限 FeSe 单层，发现边界半岛区和孤立小岛中仍保持超导电性并呈现 BCS 到 BEC 渡越，揭示非常规超导体中的横向量子限制效应。
2023-12-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Structured epitaxial graphene: growth and properties
石墨烯通常被认为是接替硅作为电子材料的强有力的候选者。然而，到目前为止，它实际上还没有表现出超过标准半导体材料的能力。目前证明的可行的石墨烯器件基本上限于微米尺寸的双频模拟场效应晶体管和用于计量的量子霍尔效应器件。纳米图案化的石墨烯往往具有无序的边缘，这严重降低了迁移率，从而消除了其相对于其他材料的优势。在这里，我们表明，在结构化碳化硅表面上生长的石墨烯克服了边缘粗糙度，并有望为石墨烯的纳米级图案化提供一个突破口。我们表明，高品质的丝带和戒指，可以使用这种技术。我们还报告了在碳化硅上制备高迁移率石墨烯单层用于器件应用的进展。
2012-02-27 cond-mat.mes-hall
The Atomic-scale Growth of Large-Area Monolayer Graphene on Single-Crystal Copper Substrates
我们研究了超高真空（UHV）中通过化学气相沉积（CVD）在铜单晶上生长的大面积石墨烯单层的生长和微观结构。使用原子分辨率扫描隧道显微镜（STM），我们发现石墨烯主要与Cu（111）和Cu（100）的底层铜晶格对齐生长。石墨烯在Cu（111）上具有六方超结构，具有显著的电子组分，而在Cu（100）上具有线性超结构。薄膜质量受晶界的限制，在Cu（111）表面生长最好。
2010-08-20 cond-mat.mes-hall
Substrate engineering for high quality emission of free and localized excitons from atomic monolayers in hybrid architectures
原子单分子膜代表了一类新型材料，用于研究二维局域激子和自由激子，并基于其显著的光学响应设计光电子器件。在这里，我们调查的MoSe $_2$和WSe $_2$单分子膜剥离的SiO $_2$或外延生长的InGaP衬底上的光致发光响应的基板的作用。在MoSe $_2$的情况下，我们观察到一个显着的定性修改的发射光谱，这是广泛占主导地位的三振子共振InGaP衬底上。然而，发射特征的不均匀加宽的影响被强烈地减小。更令人惊讶的是，在WSe $_2$片中，我们可以常规地观察到来自局域激子的发射线，其线宽低至70 μ π ι，$μ$ eV的分辨率极限。这与在SiO $_2$表面上具有WSe $_2$单层的参考样品形成鲜明对比，其中来自局部缺陷的发射光谱广泛地由光谱扩散和闪烁行为主导。我们的实验概述了III-V-单层混合架构从原子单层获得高质量发射信号的巨大潜力，这直接集成到纳米光子和集成光电子器件中。
2017-02-10 cond-mat.mes-hall
Monolithic integration of InP on Si by molten alloy driven selective area epitaxial growth
我们报告了一种新的方法单片集成的III-V族材料到硅，基于选择性区域生长和驱动的熔融合金在金属有机气相外延。我们的方法包括选择性区域和液滴介导的生长的元素，并结合了这两种技术的优点。使用这种方法，我们获得了有组织的阵列的高结晶质量的InP插入到（100）取向的Si衬底。我们详细的结构，形态和光学研究揭示了导致缺陷形成的条件。然后消除这些条件以优化用于获得直接在Si上生长并埋在顶表面下方的无位错InP纳米结构的工艺。这些结构的PL信号在InP带隙能量处呈现出窄峰。生长的基本方面进行了研究，通过建模的InP成核过程。该模型是由我们的X-射线衍射测量拟合，并与我们的透射电子显微镜和光学调查的结果。我们的方法构成了一种新的方法，单片集成的活性III-V族材料到Si平台，并开辟了新的机会，在有源硅光子学。
2020-08-07 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
