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原子层范德瓦耳斯异质结构机电谐振器的超宽频率调谐

介观与纳米尺度物理 2021-06-22 v1 材料科学

摘要

我们报道了具有超宽频率调谐的原子级薄二硫化钼(MoS2)-石墨烯范德瓦耳斯(vdW)异质结构纳米机电谐振器的实验演示。借助直接静电栅极调谐,这些 vdW 谐振器展现出卓越的可调性,一般而言,对同一器件与同一模式连续调谐时 Δf/f0>200%{\Delta}f/f_0 >200\%(例如从约 23 到约 107MHz),最高达 Δf/f0=370%{\Delta}f/f_0 = 370\%,是此类谐振器迄今最大的分数调谐范围。这一显著的机电谐振频率调谐通过两种不同解析模型与有限元模拟加以研究。进一步,我们仔细开展清晰的对照实验与模拟,以阐明异质结构与单材料谐振器间频率调谐的差异。在给定初始应变水平下,调谐范围取决于构成晶体的二维(2D)杨氏模量;由较低 2D 模量材料构建的器件展现出更宽的调谐范围。本研究例证了 vdW 异质结构谐振器可保持非同寻常的宽连续调谐,这为电压可控的可调纳米系统带来前景。

关键词

引用

@article{arxiv.2106.10560,
  title  = {Ultrawide Frequency Tuning of Atomic Layer van der Waals Heterostructure Electromechanical Resonators},
  author = {Fan Ye and Arnob Islam and Teng Zhang and Philip X. -L. Feng},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2106.10560},
  year   = {2021}
}

备注

12 pages, 5 figures, and 6 pages of Supporting Information