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2025-01-10 17:02:42二維范德華層狀材料: 二維范德華層狀材料是指由單層或多層原子通過較弱的范德華力堆疊形成的二維材料。這類材料具有獨特的物理和化學(xué)性質(zhì)，如高載流子遷移率、可調(diào)諧的光學(xué)性能和優(yōu)異的機械強度等。它們在電子器件、光電子學(xué)、能量存儲和轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。例如，石墨烯作為一種典型的二維范德華層狀材料，因其出色的導(dǎo)電性和熱導(dǎo)性而受到廣泛關(guān)注?？傊S范德華層狀材料是材料科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點，未來有望在多個技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破。

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中科院金屬所全新二維層狀材料，實現(xiàn)厘米級單層薄膜 |前沿用戶報道

該工作得到了國家自然科學(xué)基金委杰出青年科學(xué)基金、重大項目、中國科學(xué)院從0到1原始創(chuàng)新項目、先導(dǎo)項目以及國家重點研發(fā)計劃等的資助。

HORIBA（中國） 579
2022-07-18
HORIBA LabRAM HR800拉曼光譜儀二維范德華層狀材料

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二維范德華層狀材料問答

2023-06-14 16:49:45無掩膜直寫光刻系統(tǒng)助力二維材料異質(zhì)結(jié)構(gòu)電輸運性能研究，意大利: 期刊：ACS NanoIF：18.027文章鏈接: https://doi.org/10.1021/acsnano.1c09131 【引言】 MoS2是一種典型的二維材料，也是電子器件的重要組成部分。研究者發(fā)現(xiàn)，當MoS2與石墨烯接觸會產(chǎn)生van der Waals作用，使之具有良好的電學(xué)特性，可廣泛應(yīng)用于各類柔性電子器件、光電器件、傳感器件的研究。然而，MoS2-石墨烯異質(zhì)結(jié)構(gòu)背后的電輸運機理尚不明確。這主要是因為傳統(tǒng)器件只有兩個接觸點，不能將MoS2-石墨烯異質(zhì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的電學(xué)輸運特性與二維材料自身的電學(xué)特性所區(qū)分。此外，電荷轉(zhuǎn)移、應(yīng)變、電荷在缺陷處被俘獲等因素也會對器件的電輸運性能產(chǎn)生影響，進一步提高了相關(guān)研究的難度。盡管已有很多文獻報道MoS2-石墨烯異質(zhì)結(jié)構(gòu)的電輸運性能，但這些研究主要基于理論計算，缺乏對MoS2-石墨烯異質(zhì)結(jié)構(gòu)的電輸運性能在場效應(yīng)器件中的實驗研究。【成果簡介】 2021年，意大利比薩大學(xué)Ciampalini教授課題組利用小型臺式無掩膜直寫光刻系統(tǒng)- MicroWriter ML3 制備出基于MoS2-石墨烯異質(zhì)結(jié)構(gòu)的多場效應(yīng)管器件，在場效應(yīng)管器件中直接測量了MoS2-石墨烯異質(zhì)結(jié)構(gòu)的電輸運特性。通過比較MoS2的跨導(dǎo)曲線和石墨烯的電流電壓特性，發(fā)現(xiàn)在n通道的跨導(dǎo)輸運被抑制，這一現(xiàn)象明顯不同于傳統(tǒng)對場效應(yīng)的認知。借助第一性原理計算發(fā)現(xiàn)這一獨特的輸運抑制現(xiàn)象與硫空位相關(guān)。本文中所使用的小型臺式無掩膜直寫光刻系統(tǒng)- MicroWriter ML3無需掩膜版，可在光刻膠上直接曝光繪出所要的圖案。設(shè)備采用集成化設(shè)計，全自動控制，可靠性高，操作簡便，同時其還具備結(jié)構(gòu)緊湊（70cm X 70cm X 70cm）、高直寫速度，高分辨率（XY：

2023-05-18 16:59:34全共線多功能超快光譜儀與高精度激光掃描顯微鏡，二維材料與超快: 全共線多功能超快光譜儀BIGFOOT MONSTR Sense Technologies是由密歇根大學(xué)研究人員成立的科研設(shè)備制造公司。該公司致力于研發(fā)為半導(dǎo)體研究應(yīng)用而優(yōu)化的超快光譜儀和顯微鏡，突破性的技術(shù)可將光學(xué)器件和射頻電子器件耦合在一起，以穩(wěn)健的方式測量具有干涉精度的光學(xué)信號，真正實現(xiàn)一套設(shè)備、一束激光、多種功能。圖1. 全共線多功能超快光譜儀BIGFOOT 全共線多功能超快光譜儀BIGFOOT不僅兼具共振和非共振超快光譜探測，還可以兼容瞬態(tài)吸收光譜（Transient absorption (TAS)）、相干拉曼光譜(Coherent Raman Spectroscopy (CRS))、多維相干光譜探測(Multidimensional Coherent Spectroscopy (MDCS))。開創(chuàng)性的全共線光路設(shè)計，使其可以與該公司研發(fā)的高精度激光掃描顯微鏡（NESSIE）聯(lián)用，實現(xiàn)超高分辨超快光譜顯微成像。全共線多功能超快光譜儀的開發(fā)也充分考慮了用戶的使用體驗，系統(tǒng)軟件可自動調(diào)控參數(shù)，光路自動對齊、無需校正等特點都使得它簡單易用。全共線多功能超快光譜儀BIGFOOT主要技術(shù)參數(shù)：高精度激光掃描顯微鏡NESSIE MONSTR Sense Technologies的高精度激光掃描顯微鏡NESSIE可用入射激光快速掃描樣品，在幾秒鐘內(nèi)就能獲得高光譜圖像。該設(shè)備可適配不同高度的樣品臺和低溫光學(xué)恒溫器，物鏡高度最多可變化5英寸，大樣品尺寸同樣適用。NESSIE顯微鏡是具有獨立功能，可以與幾乎任何基于激光測量與高分辨率成像的設(shè)備集成在一起，也非常適合與該公司研發(fā)的全共線多功能超快光譜儀集成。圖2. 高精度激光掃描顯微鏡NESSIE 高精度激光掃描顯微鏡-NESSIE的輸入信號為單個激光光束，輸出信號為樣品探測點收集的單個反向傳播光束，這樣的光路設(shè)計確保了反傳播信號在掃描圖像時不會相對于輸入光束漂移，因而非常適用于激光的實驗中的成像顯微鏡系統(tǒng)。圖3. 使用NESSIE在室溫下測量的GaAs量子阱的圖像。a）用相機測量的白光圖像。b）用調(diào)諧到GaAs帶隙的80MHz激光器（5mW激光輸出）進行激光掃描線性反射率測量。c）同時測量的激光掃描四波混頻圖像揭示了影響GaAs層的亞表面缺陷 BIGFOOT+NESSIE應(yīng)用案例：1. 高精度激光掃描顯微鏡用于材料表征美國密歇根大學(xué)課題組通過使用基于非線性四波混頻（FWM）技術(shù)的多維相干光譜MDCS測量先進材料的非線性響應(yīng)，利用激子退相和激子壽命來評估先進材料的質(zhì)量。課題組使用通過化學(xué)氣相沉積生長的WSe2單分子層作為一個典型的例子來證明這些功能。研究表明，提取材料參數(shù)，如FWM強度、去相時間、激發(fā)態(tài)壽命和暗/局部態(tài)分布，比目前普遍的技術(shù)，包括白光顯微鏡和線性微反射光譜學(xué)，可以更準確地評估樣品的質(zhì)量。在室溫下實時使用超快非線性成像具有對先進材料和其他材料的快速原位樣品表征的潛力。圖4. (a)通過擬合時域單指數(shù)衰減得到的樣本的去相時間圖，在圖(a)中用三角形標記的選定樣本點處的FWM振幅去相曲線【參考】Eric Martin, et al; Rapid multiplex ultrafast nonlinear microscopy for material characterization. Optics Express 30, 45008 (2022). 2.二維材料中激子相互作用和耦合的成像研究過渡金屬二鹵代化合物（TMDs）是量子信息科學(xué)和相關(guān)器件領(lǐng)域非常有潛力的材料。在TMD單分子層中，去相時間和非均勻性是任何量子信息應(yīng)用的關(guān)鍵參數(shù)。在TMD異質(zhì)結(jié)構(gòu)中，耦合強度和層間激子壽命也是值得關(guān)注的參數(shù)。通常，TMD材料研究中的許多演示只能在樣本上的特定點實現(xiàn)，這對應(yīng)用的可拓展性提出了挑戰(zhàn)。美國密歇根大學(xué)課題組使用了多維相干成像光譜（Multi-dimensional coherent spectroscopy, 簡稱MDCS），闡明了MoSe2單分子層的基礎(chǔ)物理性質(zhì)——包括去相、不均勻性和應(yīng)變，并確定了量子信息的應(yīng)用前景。此外，課題組將同樣的技術(shù)應(yīng)用于MoSe2/WSe2異質(zhì)結(jié)構(gòu)研究。盡管存在顯著的應(yīng)變和電介質(zhì)環(huán)境變化，但相干和非相干耦合和層間激子壽命在整個樣品中大多是穩(wěn)健的。圖5. （a）hBN封裝的MoSe2/WSe2異質(zhì)結(jié)構(gòu)的白光圖像。（b）MoSe2/WSe2異質(zhì)結(jié)構(gòu)在圖（a）中的標記的三個不同樣本點處的低功率低溫MDCS光譜。（c）圖（b）中所示的四個峰值的FWM(Four-Wave Mixing)四波混頻積分圖。（d）MoSe2/WSe2異質(zhì)結(jié)構(gòu)上的MoSe2共振能量圖。（e）MoSe2/WSe2異質(zhì)結(jié)構(gòu)的WSe2共振能量圖。（f）所有采樣點的MoSe2共振能量與WSe2共振能量【參考】Eric Martin, et al; Imaging dynamic exciton interactions and coupling in transition metal dichalcogenides, J. Chem. Phys. 156, 214704 (2022) 3. 摻雜MoSe2單層中吸引和排斥極化子的量子動力學(xué)研究當可移動的雜質(zhì)被引入并耦合到費米海時，就形成了被稱為費米極化子的新準粒子。費米極化子問題有兩個有趣但截然不同的機制： (i)吸引極化子（AP）分支與配對現(xiàn)象有關(guān)，跨越從BCS超流到分子的玻色-愛因斯坦凝聚；（ii）排斥分支（RP），這是斯通納流動鐵磁性的物理基礎(chǔ)。二維系統(tǒng)中的費米極化子的研究中，許多關(guān)于其性質(zhì)的問題和爭論仍然存在。黃迪教授課題組使用了Monstr Sense公司的全共線多功能超快光譜儀BIGFOOT研究了摻雜的MoSe2單分子層。課題組發(fā)現(xiàn)觀測到的AP-RP能量分裂和吸引極化子的量子動力學(xué)與極化子理論的預(yù)測一致。隨著摻雜密度的增加，吸引極化子的量子退相保持不變，表明準粒子穩(wěn)定，而排斥極化子的退相率幾乎呈二次增長。費米極化子的動力學(xué)對于理解導(dǎo)致其形成的成對和磁不穩(wěn)定性至關(guān)重要。圖6. 單層MoSe2在不同柵極電壓下的單量子重相位振幅譜【參考】Di HUANG, et al; Quantum Dynamics of Attractive and Repulsive Polarons in a Doped MoSe2 Monolayer, PHYSICAL REVIEW X 13, 011029 (2023)

2023-01-08 12:35:25中科院物理所：納米級應(yīng)變直寫技術(shù)，加速二維材料應(yīng)變工程技術(shù)發(fā)展 |前沿用戶報道: 研究背景及成果應(yīng)變工程是指通過拉伸或壓縮等應(yīng)變技術(shù)來調(diào)控材料性能或優(yōu)化相關(guān)器件性能。近些年來，隨著二維材料的興起，基于它的應(yīng)變工程研究變得火熱起來。但現(xiàn)有的二維材料應(yīng)變技術(shù)（如拉伸襯底、產(chǎn)生氣泡等），重復(fù)性及靈活性差，因此如何實現(xiàn)微區(qū)可控復(fù)雜應(yīng)變成為應(yīng)變工程發(fā)展的重要方向之一。在此背景下，中科院物理所納米實驗室N10組提出了一種非接觸式應(yīng)變直寫技術(shù)。該技術(shù)可以在二維材料中準確寫入納米到微米尺度設(shè)計圖案的應(yīng)變。這項全新應(yīng)變技術(shù)，具備高度的靈活性以及半導(dǎo)體工藝兼容性，有望進一步推進二維材料在納米機電系統(tǒng)、高性能傳感和非傳統(tǒng)光伏到量子信息科學(xué)等廣泛領(lǐng)域的潛在應(yīng)用。相關(guān)成果"Strain lithography for two-dimensional materials by electron irradiation."已在Applied Physics Letters 上發(fā)表。實驗思路及結(jié)果驗證光刻膠材料 PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）在電子束的輻照作用下會發(fā)生降解（如圖1所示），導(dǎo)致體積發(fā)生變化。光刻膠自身體積的變化，會進一步使附著在其表面的二維材料以及其它薄膜材料發(fā)生形變（如圖2所示）?；谶@個原理，中科院物理所研究團隊便考慮利用電子束直寫設(shè)備的高精度圖形直寫能力，通過調(diào)控電子束劑量，創(chuàng)造納米級應(yīng)變分布的可控應(yīng)變結(jié)構(gòu)制備。圖1 光刻膠（PMMA）的電子輻照降解圖2 電子束誘導(dǎo)二維材料應(yīng)變實驗發(fā)現(xiàn)，通過控制電子束輻照劑量，中科院物理所研究人員可以有效控制二維材料的應(yīng)變程度（如圖3所示）。拉曼光譜技術(shù)以及光致熒光（PL）光譜技術(shù)是研究半導(dǎo)體應(yīng)變的重要工具，圖4展示了“墨西哥帽狀”復(fù)雜應(yīng)變的PL光譜空間峰位分布圖， HORIBA LabRAM HR Evolution Nano 納米拉曼光譜儀的強大空間數(shù)據(jù)采集及后處理能力，進一步揭示了該方法復(fù)雜應(yīng)變的制備能力，即同時制備包含拉伸應(yīng)變（紅移）以及壓縮應(yīng)變（藍移）結(jié)構(gòu)的能力。圖3 應(yīng)變調(diào)控圖4 復(fù)雜應(yīng)變空間分布儀器使用評價“該工作使用 HORIBA 的 LabRAM HR Evolution Nano 納米拉曼光譜儀，可探測納米級應(yīng)變分布，使用便捷；處理空間分布數(shù)據(jù)的功能非常強大?！睂嶒炇遗鋫涞腖abRAM HR Evolution Nano納米拉曼光譜儀如果您對上述產(chǎn)品感興趣，歡迎掃描二維碼留言，我們的工程師將會及時為您答疑解惑。課題組介紹中科院物理所納米實驗室N10組，主要研究方向有：納米材料與納米結(jié)構(gòu)的可控制備、新奇物理特性及器件應(yīng)用研究；自旋、能谷量子態(tài)物性研究及其在量子信息/量子計算的應(yīng)用;超快磁光激光光譜學(xué)；低維/納米材料物性和器件研究等。

2023-01-14 10:33:05江蘇大學(xué)Small：綠色制氫催化材料新成員SnSe 二維壓電材料，高效制氫顯優(yōu)勢 | 前沿用戶報道: 綠色制氫SnSe入選理想壓電催化材料候選體系被譽為21世紀“終極能源”，氫能可謂市場前景廣闊，水分解綠色制氫更是重要發(fā)展方向。壓電納米材料可將機械能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，為綠色氫能制備提供了一種嶄新路徑，有望進一步推動綠色制氫技術(shù)的發(fā)展，但目前大多數(shù)壓電納米材料的催化效率仍然有待提升。二維鐵電/壓電材料具有高電導(dǎo)率/遷移率、優(yōu)異的鐵電/壓電特性、相對窄的帶隙寬度、豐富的表面催化活性位點等優(yōu)勢，因而在壓電催化領(lǐng)域極具潛力。在所有二維鐵電/壓電材料中，SnSe 材料具有理論預(yù)測最高壓電響應(yīng)、以及高遷移率和易形變特性等性質(zhì)，成為理想壓電催化材料候選體系，有望應(yīng)用于進一步提升機械能驅(qū)動綠色水分解制氫催化反應(yīng)效率。首次報道江蘇大學(xué)利用 SnSe高效催化產(chǎn)氫近期，江蘇大學(xué)量子與可持續(xù)性技術(shù)研究院團隊首次報道選取 SnSe 二維材料作為壓電催化材料，得益于 SnSe 易形變特性（楊氏模量為24.3至27.7 GPa）、單層材料極高的壓電系數(shù)（d11 = 250.58 pm V?1）和高理論遷移率（11000 cm2 V?1 s?1），實現(xiàn)了高效超聲機械力驅(qū)動水分解產(chǎn)氫（效率高達948.4?μmol?g?1 h?1），遠超大多數(shù)已報道的其他壓電催化材料產(chǎn)氫效率。相關(guān)成果以“Mechanically Induced Highly Efficient Hydrogen Evolution from Water over Piezoelectric SnSe nanosheets”為題在Small上。這充分體現(xiàn)了 SnSe 二維材料在綠色催化反應(yīng)中的優(yōu)勢，對進一步推動綠色制氫產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展具有重要意義。性能表征研究論證SnSe材料壓電及催化性能研究過程中，江蘇大學(xué)團隊首先對 SnSe 二維材料的結(jié)構(gòu)壓電性質(zhì)進行表征分析。研究人員通過簡單的熱注入化學(xué)法合成 SnSe 單晶納米片，采用差分相位襯度-掃描透射電子顯微成像(DPC-STEM)這一新興技術(shù)，在納米尺度下觀察到了 SnSe 材料內(nèi)部的鐵電疇結(jié)構(gòu)，間接驗證了其具有鐵電/壓電響應(yīng)。圖1. SnSe二維納米材料的微觀結(jié)構(gòu)分析圖另一方面，研究團隊與 HORIBA 位于上海的應(yīng)用中心專家合作，采用LabRAM Nano 配備的 SmartSPM 壓電響應(yīng)力顯微鏡（PFM）模塊深入研究了 SnSe 納米材料的壓電/鐵電性能，觀測到了鐵電疇結(jié)構(gòu)。通過施加?10 V至+10 V的偏壓，在面內(nèi)方向得到了典型的蝴蝶曲線，進一步證實了 SnSe 納米片具有面內(nèi)壓電/鐵電性。圖2. SnSe 二維納米材料的PFM表征分析圖對 SnSe 二維材料的壓電性質(zhì)完成表征分析后，研究團隊進一步評估了SnSe 納米片在超聲機械力作用下水分解制氫性能。以三乙醇胺(TEOA)作為犧牲劑，在100 W 和45 kHz 的超聲波作用下，SnSe 納米片相比于納米顆粒和微米樣品表現(xiàn)出更優(yōu)的壓電催化活性，產(chǎn)氫效率高達4742.9 μmol?g?1。此外，計算表明 SnSe 納米片的共振頻率約為43.6 kHz，這與獲得最高產(chǎn)氫效率的超聲條件(45 kHz)接近，表明材料的壓電響應(yīng)在機械能驅(qū)動分解水催化反應(yīng)中起到關(guān)鍵作用。圖3. SnSe 二維納米材料在超聲機械力作用下分解水產(chǎn)氫性能及壓電電流相應(yīng)圖課題組介紹李順，江蘇大學(xué)金山特聘教授。2015年獲得加拿大國家科學(xué)研究所（INRS）能源與材料科學(xué)博士學(xué)位。曾任南方科技大學(xué)副研究員。研究方向主要為鐵/壓電/熱電/熱電納米材料在能量轉(zhuǎn)換及催化中的應(yīng)用。在 Nature Photon., Prog. Mater. Sci., Mater. Horizon., Nano Energy, Small 等國際知名期刊上發(fā)表論文80余篇。發(fā)表論文被引用3000余次，H指數(shù)33。申請專利數(shù)十項，獲批國家自然科學(xué)基金2項。張建明博士現(xiàn)任江蘇大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院教授，博導(dǎo)，江蘇特聘教授。2013年獲得加拿大國家科學(xué)院（INRS）材料科學(xué)博士學(xué)位。2016年9月加入江蘇大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，組建功能復(fù)合材料研究團隊。專注于新能源材料、電子信息材料、環(huán)保材料的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究。主持國家自然科學(xué)基金、科技部重點研究計劃子項目、江蘇省特聘教授等多項國家、省部級科研項目。儀器使用評價“實驗中使用 HORIBA LabRAM HR Nano 配備的 SmartSPM 模塊對納米材料的壓電/鐵電性能進行表征。其配備了多種 SPM 測量模式，如開爾文探針模式（表面電勢，SKM，KPFM）、壓電響應(yīng)模式（PFM），可以實現(xiàn)對納米壓電/鐵電材料電疇、表面電勢等性質(zhì)的全方位、快速、自動化表征分析。” HORIBA 科學(xué)儀器應(yīng)用中心本次實驗中使用的 LabRAM HR Nano 拉曼光譜儀 (升級型號：LabRAM Odyssey Nano) 如果您對上述產(chǎn)品感興趣，歡迎掃描二維碼留言，我們的工程師將會及時為您答疑解惑。

2023-04-08 09:13:40Spider2000+便攜式二維拉曼成像光譜儀: 1產(chǎn)品簡介Spider2000+便攜式二維拉曼成像光譜儀采用如海光電自主研發(fā)的科研級微型共焦拉曼光譜儀RMS2000作為拉曼內(nèi)芯，從而使得它擁有高靈敏度、高分辨率、強穿透能力以及較好的抑制熒光干擾能力。優(yōu)化的光路設(shè)計可使得拉曼激光光束在通過長焦顯微物鏡后光斑可達到微米級別，可精確采集微米級樣品的拉曼光譜。此外，儀器采用高精度二維自動化移動平臺，可實現(xiàn)自動掃描mapping成像功能。Spider2000+便攜式二維顯微拉曼成像光譜儀配備專門為拉曼系統(tǒng)設(shè)計的長焦顯微物鏡，Spider2000+增加上光源反射式照明成像，可通過CCD相機獲得樣品清晰的顯微明場成像，激光經(jīng)過物鏡后光斑接近衍射極限，克服了普通拉曼系統(tǒng)中收集拉曼信號的焦面稍高于或稍低于實際焦面的問題，并且獨特的共焦式設(shè)計使得樣品熒光信號得到有效抑制，從而提高拉曼光譜質(zhì)量。2產(chǎn)品特點高靈敏度：最低可檢測到0.3%濃度無水乙醇特征峰。高分辨率：6cm-1@25μm狹縫。強大軟件功能：支持mapping自動掃描、數(shù)據(jù)庫識別等功能。高品質(zhì)物鏡，光斑可達微米級。高精度二維自動化平臺。3應(yīng)用領(lǐng)域4產(chǎn)品規(guī)格