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首页>> news>> 2024年03月组内文献阅读汇报



Electromechanically reconfigurable optical nano-kirigami


折纸具有简单和自动化的三维(3D)转换功能,为实现尖端的光学纳米机电系统提供了一种非常规的方法。该工作展示了一种具有光学功能的片上和机电可重构的纳米折纸结构。纳米机电系统建立在Au/ SiO2/Si衬底上,通过顶部金纳米结构和底部硅衬底之间的吸引静电力来运行。可以清晰地观察到大范围的纳米折纸三维变形,并进行可逆设计,可扩展的节距尺寸可低至0.975 μm。在可见光和近红外波段分别实现了宽带非共振和窄带共振光学重构,具有高达494%的调制对比度。在近红外波长的亚微米纳米波中进一步证明了光学螺旋度的片上调制。这种小尺寸、高对比度、可重构的光学纳米折纸 为纳米尺度的多用途光芯片操作提供了先进的方法和平台。该工作的研究可以为未来设计和制造片上光学机械臂、数字显示器件、高速高分辨率空间光调制器、固态光探测和测距等提供先进的方法和极大的灵活性

文献出处:Chen, S., Liu, Z., Du, H. et al. Electromechanically reconfigurable optical nano-kirigami. Nat Commun 12, 1299 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-21565-x



报告人:罗猜


Broadband and high-efficiency polarization conversion with a nano-kirigami based metasurface


纳米折纸超表面由于其易于三维纳米加工、形状变换多样、具有吸引人的操作能力以及在纳米光子器件中丰富的潜在应用而越来越受到人们的关注。该工作采用纳米折纸方法在双劈裂环谐振器(DSRR)中加入一个面外自由度,实现了近红外波段的宽带高效线性偏振转换。当二维DSRR前体转化为三维DSRR结构时,在1160 ~ 2030 nm的宽光谱范围内实现了90%以上的极化转化率(PCR)。此外,该工作还证明,通过故意改变垂直位移或调整结构参数,可以很容易地定制高性能和宽带PCR。最后,通过采用纳米折纸制造方法,成功验证了该方案的概念验证。所研究的基于纳米折纸的DSRR模拟了一系列具有多功能的离散体块光学元件,从而消除了它们相互对齐的需要,开辟了新的可能性。

文献出处:Liu, X., Zhang, X., Dong, W. et al. Broadband and high-efficiency polarization conversion with a nano-kirigami based metasurface. Sci Rep 13, 7454 (2023).



报告人:罗猜


Van der Waals epitaxy of tunable moirés enabled by alloying


莫尔超晶格中的独特物理特性为未来的量子技术带来了巨大希望。然而,扭曲晶格在热力学上是不利的。因此,在生长过程中精确控制扭曲角度是不可能的。虽然可以合成诸如WSe2/WS2等旋转对齐、晶格失配的的摩尔纹,但它们缺乏临界摩尔纹周期可调性,而且其形成机制也不甚了解。在此,我们报告了热力学驱动的范德华外延摩尔纹,在两个具有可调晶格的 WSSe 层中,利用两个具有可调S/Se比率的 WSSe 层中的晶格失配工程,在热力学下驱动的范德华外延。在传统外延技术中,晶格失配引起的应力阻碍了高质量的样品的生长。 我们揭示了体应力在摩尔条纹形成过程中的关键作用,以及它与边缘应力在形成摩尔纹生长模式中的独特相互作用。此外,超晶格还显示出可调的层间激子和莫尔层内激子。我们的研究揭示了摩尔纹的科学外延合成,并为制备摩尔纹的技术奠定了基础。

Matthieu Fortin-Deschênes et al. Nature Materials, 2024, 23, 339-346.



报告人:张天天


Controlling valley-specific light emission from monolayer MoS2 with achiral dielectric metasurfaces


二维过渡金属化合物中的激子具有谷自由度,可通过光学方法获取和操纵,用于量子信息处理。在这里,我们将MoS2与非手性硅圆盘阵列表面,以增强和控制特定谷的吸收和发射。通过与表面米氏(Mie)模式的耦合,中性激子、三离子和缺陷结合激子的发射强度和寿命都得到了提高,同时还能改变光谱形状。此外,我们还通过谷分辨聚光测量证明了中性激子和三离子极化度(DOP)的对称增强。在 100K 时,激子发射的DOP可高达24%,三离子发射的 DOP 可高达34%。通过分析将其归因于超表面对MoS2发射器手性吸收的近场影响以及珀塞尔效应增强发射的影响。通过将与硅兼容的光子设计和大规模二维材料(毫米级)相结合,我们的研究工作为实现在接近室温下的二维材料的谷电子应用迈出了重要一步。

Liu et al., Nano letter, 2024.



报告人:张天天


Homo-type 𝜶-In2Se3/PdSe2 Ferroelectric van der Waals Heterojunction Photodetectors with High-performance and Broadband


中国科学院纳米科学卓越中心Yanqi Mu、Jia Yang、Guancai Xie研究团队在Adv. Funct. Mater上发表了题为“Homo-type 𝜶-In2Se3/PdSe2 Ferroelectric van der Waals Heterojunction Photodetectors with High-performance and Broadband”的研究。作者构建了一种新型α-In2Se3/PdSe2同型异质结光电探测器,用于从可见光到短波红外的高性能和宽带检测。光响应度的高达4.64×103 A·W−1,外量子效率为1.08 × 106%,比探测率为1.55 × 1014 Jones,与异质型相比,同型单边耗尽结可以促进光生电子-空穴对的有效分离。此外,调整α-In2Se3铁电极化态进一步优化了单边耗尽区。此外,光电探测器可以在自供电模式下工作。本研究表明,基于PdSe2的同型器件在二维光电子领域具有巨大的应用潜力。

Yanqi Mu. et al. Adv. Funct. Mater. 2024, 2315543.



报告人:刘腾漳


Ferroelectric gating of two-dimensional semiconductors for the integration of steep-slope logic and neuromorphic devices


瑞士洛桑联邦理工学院的Sadegh Kamaei、Xia Liu研究团队在Nature Electronics上发表了题为“Ferroelectric gating of two-dimensional semiconductors for the integration of steep-slope logic and neuromorphic devices”的研究。作者证明了二维半导体WSe2和WSe2/SnSe2的2D/2D异质结构可以与掺杂的高k铁电体(Si:HfO2)和高k介电栅集成。通过这个单一平台,可以创建四种类型的逻辑开关:2D MOSFET (FET)、2D/2D TFET、NC 2D FET 和NC 2D/2D TFET。NC WSe2 / SnSe2 TFET 表现出 55 mV dec–1 的平均亚阈值摆幅,而NC WSe2 FET 表现出 50 mV dec–1 的平均亚阈值摆幅。2D器件上共享的铁电栅极堆栈也可以用于创建用于神经形态计算的共集成人工突触。

Sadegh Kamaei. et al. Nature Electronics, 2023, 658–668.



报告人:刘腾漳


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