利用纳米振动探测新二维材料

如图所示为加州大学河滨分校的学生Edwin Preciado (左图)在德国奥格斯堡大学工作的照片。第二张照片是他与奥格斯堡大学的学生Sebastian Hammer。照片来源: Hubert Krenner (奥格斯堡大学) and Ludwig Bartels (加州大学河滨分校)。
在一步法制备石墨烯新材料的电子应用时代,一支由加州大学的科学家参加的国际研究团队发现一个新型方式来表征半导体二维材料的特性。这种材料具有独特的属性,与传统的硅基材料相比,作为集成光通信设备具有更大的价值。
研究人员制备出具有铌酸(LiNbO3)衬底的单原子层二硫化钼薄膜(MoS2)。LiNbO3在在许多电子设备(如手机或雷达装置)中用于处理高频信号。作为电脉冲应用,研究人员开发出沿LiNbO3表面非常高频率的声波,类似于陆地上的地震震动。使用这些表面波滤波器电信号的手机就像当酒杯被敲击时发出的音高。
具体地说,该研究小组利用LiNbO3表面波探测当激光引发二硫化钼导电性能变化时的LiNbO3强度。
加州大学河滨分校的化学教授,同时也是该研究的负责人Ludwig Bartels解释说:“酒杯被敲击时发出的声音随着酒杯中水的多少而变化。如果你用勺子敲击,就可以听到音调。通过练习,你可以在看不到酒杯的情况下猜测酒杯中水的多少。以类似的方式,我们可以“听到”LiNbO3的声波,并推断当前二硫化钼中穿过的激光强度。同时,我们也在二硫化钼薄膜上制备晶体管结构,事实证明,我们的分析是正确的。”
研究结果出现在《自然通讯》。
Bartels 说:“良好的基质性质和制备过程是应用这项表面声波技术的基础。特别要指出的是,该技术使得远程无线传感应用变得不太遥远。”
该研究项目是由加州大学河滨分校和德国奥格斯堡大学的学生和研究人员合作进行的。
对于这个项目,Bartels 实验室受益于两所大学之间的互补特点,使得研究人员对新的观点进行探索。加州大学河滨分校的材料制造对巴特尔的实验室给予了帮助,其次是巴伐利亚的集成设备。
德国慕尼黑的优良纳米簇研究所(NIM),同时和奥格斯堡大学的AchimWixforth教授一起负责该项目的Hubert Krenner教授说:“很高兴看到我们的学生在加州利用生表面波相关专业知识来研究二维材料,并得出了不错的成果。”参加该研究项目的还有加州大学研究生 Edwin Preciado,奥格斯堡大学刚毕业的Florian J. R,Schulein研究实验室的Bartels和Krenner。
Preciado 说:“在这项研究中,国际合作对这个项目的成功至关重要。在奥格斯堡的几个月里,我学到了很多东西。奥格斯堡大学教会了我很多经验和技能,这些都是我宝贵的财富。”
与此同时,奥格斯堡大学的研究生Sebastian Hammer于今年夏天在Bartels 实验室里制备出当前研究项目更深一步的新设备。
资讯来源:加州大学河滨分校。
新材料在线编译整理——翻译:陈琼 校正:摩天轮
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