【資料圖】

8月31日，北京理工大學(xué)物理學(xué)院教授周家東、姚裕貴，北京大學(xué)教授吳孝松，日本大阪大學(xué)教授Kazu Suenaga和新加坡南洋理工大學(xué)教授劉政在《自然》上發(fā)表文章，首次提出并構(gòu)筑出全新的異維結(jié)構(gòu)物質(zhì)，該異維超結(jié)構(gòu)由2D VS2和1D VS相互交叉排列，形成全新的2D-1D的本征異維超結(jié)構(gòu)形式。研究人員還基于該物質(zhì)觀察到室溫面內(nèi)反?；魻栃?yīng)，該結(jié)構(gòu)的成功構(gòu)筑突破了對(duì)傳統(tǒng)物質(zhì)和結(jié)構(gòu)的認(rèn)知，為新物質(zhì)和新奇物性研究開創(chuàng)了新的方向。

超晶格結(jié)構(gòu)是由不同的母體材料按照一定的周期排列形成的一種新物質(zhì)，該新結(jié)構(gòu)的物質(zhì)有望表現(xiàn)出母體所不具有的新奇物性，如鐵磁、鐵電和超導(dǎo)等，在電子、光電子和新型信息器件領(lǐng)域有著潛在的應(yīng)用價(jià)值。傳統(tǒng)的超晶格結(jié)構(gòu)主要是由相同維度物質(zhì)按照一定的排列組合方式形成，如3D-3D、2D-2D及1D-1D結(jié)構(gòu)等。同時(shí)，這些傳統(tǒng)的超晶格結(jié)構(gòu)主要使用分子束外延方法制得。

據(jù)課題組介紹，有別于傳統(tǒng)超晶格結(jié)構(gòu)的制備，該新型異維超結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)有三方面突破。

首先是制備方法的突破。傳統(tǒng)的超結(jié)構(gòu)制備多使用分子束外延方法；以2D材料為母體材料的超結(jié)構(gòu)的制備多為人工構(gòu)筑，這導(dǎo)致材料界面干凈整潔度等較難控制，無法觀察到物質(zhì)的本征特性。該超結(jié)構(gòu)的制備則為構(gòu)筑新物質(zhì)提供了方向。

其次是材料認(rèn)知的突破。由2D材料和1D線周期性相互交疊形成穩(wěn)定的異維超結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)厚度可以調(diào)整，從幾十納米到幾納米都可以實(shí)現(xiàn)。突破傳統(tǒng)超結(jié)構(gòu)物質(zhì)只能形成有相同維度物質(zhì)或不同物質(zhì)的簡(jiǎn)單插層，推動(dòng)了物質(zhì)領(lǐng)域的發(fā)展。

最后是新奇物性的突破。由于1D VS的存在，并與2D VS2相互耦合，使得2D-1D異維超結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出完全不同于VS2、V5S8等物質(zhì)的室溫面內(nèi)反?；魻栃?yīng)。推動(dòng)了不同維度物質(zhì)之間的耦合，為實(shí)現(xiàn)新奇物性如室溫鐵磁半導(dǎo)體特性、高溫量子反常霍爾效應(yīng)等提供可能。（溫才妃）