多功能 wafer 级范德瓦尔斯异质结构与多态体
材料科学
2025-01-08 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
范德瓦尔斯异质结构有望通过量子材料的无限多样化集合实现人工材料，其中包含巨大的光学非线性效应、自旋到电荷转换（用于自旋电子学）以及拓扑载流子保护等多种物理现象。然而，大多数努力仅聚焦于脱片材料，这本质上限制了材料的尺寸以及可用于应用的可扩展性。本文展示了拓扑绝缘体（Bi2Se3）、过渡金属硫化物（TMDs，WSe2）和铁磁体（Co）的大面积异质结构的生长，这些异质结构的组合包括可调光学非线性、自旋到电荷转换和磁 Proximity 效应。我们通过相位分辨的太赫兹电流展示了这些功能。特别是，我们表明不同的 TMD 多态体起到了关键作用，仅通过改变人工材料堆栈中一个原子单层即可完全改变其光学、电气和磁性质。这种可生长异质集成为量子材料工程提供了基础步骤，其中材料多态性可以在技术上相关的尺度上控制，用于耦合应用，例如范德瓦尔斯非线性光学、光电子学、自旋电子学、多铁体和相干电流控制。
引用
@article{arxiv.2501.03955,
title = {Multi-functional Wafer-Scale Van der Waals Heterostructures and Polymorphs},
author = {M. Micica and A. Wright and S. Massabeau and S. Ayari and E. Rongione and M. Oliveira Ribeiro and S. Husain and T. Denneulin and R. Dunin-Borkowsk and J. Tignon and J. Mangeney and R. Lebrun and H. Okuno and O. Boulle and A. Marty and F. Bonell and F. Carosella and H. Jaffres and R. Ferreira and J-M. George and M. Jamet and S. Dhillon},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.03955},
year = {2025}
}