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范德华异质结器件的单轴应变连续可调控制

仪器与探测器 2024-06-03 v2 介观与纳米尺度物理 其他凝聚态物理

摘要

单轴应变作为一种强大的工具,已被广泛应用于研究和控制量子材料的性质。然而,现有的应变技术迄今主要局限于体晶体。尽管在将应变应用扩展至二维范德华异质结方面取得了最新进展,但这些技术仍局限于光学表征和极其简单的电子器件几何结构。在此,我们报告了一种基于压电的 \textit{in situ} 单轴应变技术,能够对双栅极 vdW 异质结器件同时进行电学输运和光学光谱表征。至关重要的是,我们的技术仍与在常规硅/二氧化硅晶圆衬底上制备的任意复杂度的 vdW 异质结器件兼容。我们证明了在毫开尔文温度下可实现高达 0.15%-0.15\% 的大范围连续可调应变,且更大的应变值也有可能实现。我们量化了从硅晶圆到 vdW 异质结的应变传递,并进一步证明了应变改变扭曲双层石墨烯电子性质的能力。我们的技术提供了一种高度通用的新方法,用于探索单轴应变对 vdW 异质结电学和光学性质的影响,并且可以轻松扩展以包含其他表征技术。

关键词

引用

@article{arxiv.2404.00905,
  title  = {Continuously tunable uniaxial strain control of van der Waals heterostructure devices},
  author = {Zhaoyu Liu and Xuetao Ma and John Cenker and Jiaqi Cai and Zaiyao Fei and Paul Malinowski and Joshua Mutch and Yuzhou Zhao and Kyle Hwangbo and Zhong Lin and Arnab Manna and Jihui Yang and David Cobden and Xiaodong Xu and Matthew Yankowitz and Jiun-Haw Chu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2404.00905},
  year   = {2024}
}

备注

9 pages, 6 figures, to appear in Journal of Applied Physics