以石墨烯为代表的二维材料家族,成员众多且性质各异。将二维材料结合成异质结形式,在低维器件上有广泛的应用,吸引了研究者的近年来的重点关注。
我院张均锋副教授与合作者对二维异质结的理论和实验模型进行仔细对比,发现大部分二维异质结器件,由于电极和界面晶格失配等原因,在实际测量中其散射区既不是层内异质结,也不是层间异质结,而是单层-双层-单层的复合界面异质结形式。由于静电相互作用的原因,双层区域材料的带隙,一般要比其单层部分的小。因此,当载流子流通双层区域时,会碰到势阱的量子散射作用。我们以黑磷二维同质结器件为例,证实量子势阱导致的透射系数振荡,并通过量子力学势阱模型给这种输运振荡以清晰的物理图像解释。这种输运振荡不是二维结的特有现象,均一材料中部分区域材料带隙变化,都可以引起输运的振荡行为。此理论成果有助于对量子器件性能变化的理解,还能用于将来二维量子器件的设计。
相关成果以《Quantum oscillation in carrier transport in two-dimensional junctions》为题,于2018年3月21日发表于Nanoscale (2018, 10, 7912-7917)。(IF: 7.367)
全文链接:http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2018/nr/c8nr01359d#!divAbstract
图:二维异质结(左上)和同质结(右上)以及其对应的透射系数振荡图(下)