Van der Waals Heterostructures of 2D Materials
二维材料的范德华异质结构
基本信息
- 批准号:EP/S030719/1
- 负责人:
- 金额:$ 200.43万
- 依托单位:
- 依托单位国家:英国
- 项目类别:Research Grant
- 财政年份:2019
- 资助国家:英国
- 起止时间:2019 至 无数据
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The advent of 2D materials (2DM), pioneered in the UK with the discovery of graphene at the University of Manchester, has opened a new avenue in materials science. Derived from bulk layered crystals with covalent intra-layer bonds and a weak van der Waals (vdW) interlayer coupling, 2DM offer an opportunity to create new hybrid "materials on demand" with properties tailored to particular applications, by combining different atomically thin layers into heterostructures. The family of such crystals includes graphene, hexagonal boron nitride (hBN), phosphorene, transition metal dichalcogenides (TMD, such as MoS2, MoSe2, WS2,WSe2, NbSe2, etc), post-transition metal chalcogenides (InSe, GaSe), metal tri-halides (CrI3, CrBr3, CrCl3), among many others already separated from bulk crystals by mechanical exfoliation, or grown epitaxially in the form of monolayer or bilayer crystals. Collectively, these van der Waals materials cover a wide range of properties, from conductive to insulating, from transparent to opaque, from diamagnetic to ferromagnetic, from mechanically stiff to compliant, and their heterostructures have already been shown to offer various appealing functionalities including tunnelling transistors, light emitting diodes, photodetectors, and various sensors. The opportunities created by this new approach to materials discovery are almost endless, as proven by dozens of research and proof-of-concept publications appearing in academic press daily and hundreds of patents annually. In order to speed up the new materials discovery and optimise the choice of materials in heterostructures, at National Graphene Institute we use 'atomic LEGO' approach by creating heterostructures of 2D layers lifted from bulk crystals to understand their properties and, then, to create bespoke devices where several functionalities (e.g., optoelectronic or/and sensing) are combined within only few nanometre thickness of the hybrid material. This way, we are able to identify quickly and cost efficiently the promising systems for applications, so that those could be later studied subject to the top-down mass production methods (such as printing from inks, CVD or MBE growth). By combining the unique expertise and capability of NGI with complementary expertise and capabilities of C2DM and CIQM, NGI will secure UK's world-leading position in 2DM S&T for the next decade.
2D材料(2DM)的出现,首先在英国曼彻斯特大学发现了石墨烯,开辟了材料科学的新途径。2DM衍生自具有共价层内键和弱货车范德华(vdW)层间耦合的块状层状晶体,通过将不同的原子薄层组合成异质结构,提供了创造具有针对特定应用定制的特性的新的混合“按需材料”的机会。此类晶体的家族包括石墨烯、六方氮化硼(hBN)、磷烯、过渡金属二硫属化物、或它们的混合物。(TMD,例如MoS 2、MoSe 2、WS 2、WSe 2、NbSe 2等)、后过渡金属硫族化物(InSe、GaSe)、金属三卤化物(CrI 3,CrBr 3,CrCl 3),其中许多已经通过机械剥离从块状晶体中分离出来,或者以单层或双层晶体的形式外延生长。总的来说,这些货车范德华材料涵盖了广泛的性质,从导电到绝缘,从透明到不透明,从抗磁性到铁磁性,从机械刚性到顺应性,并且它们的异质结构已经被证明提供了各种吸引人的功能,包括隧道晶体管,发光二极管,光电探测器和各种传感器。这种新的材料发现方法所创造的机会几乎是无穷无尽的,正如学术出版社每天发表的数十篇研究和概念验证出版物以及每年数百项专利所证明的那样。为了加快新材料的发现和优化异质结构中材料的选择,在国家石墨烯研究所,我们使用“原子乐高”方法,通过从大块晶体中提取2D层来创建异质结构,以了解它们的特性,然后创建定制设备,其中几个功能(例如,光电子或/和传感)仅在混合材料的几纳米厚度内组合。通过这种方式,我们能够快速且经济高效地识别有应用前景的系统,以便以后可以通过自上而下的大规模生产方法(例如油墨印刷,CVD或MBE生长)进行研究。通过将NGI的独特专业知识和能力与C2 DM和CIQM的互补专业知识和能力相结合,NGI将在未来十年内确保英国在2DM科技领域的世界领先地位。
项目成果
期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Spontaneous Electric Polarization in Graphene Polytypes
- DOI:10.1002/apxr.202300095
- 发表时间:2023-05
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Simon Salleh Atri;W. Cao;Barash Alon;N. K. Roy;Maayan Vizner Stern;V. Falko;M. Goldstein;L. Kronik;M. Urbakh;O. Hod;M. Shalom
- 通讯作者:Simon Salleh Atri;W. Cao;Barash Alon;N. K. Roy;Maayan Vizner Stern;V. Falko;M. Goldstein;L. Kronik;M. Urbakh;O. Hod;M. Shalom
Semimetallic and semiconducting graphene-hBN multilayers with parallel or reverse stacking
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- DOI:10.48550/arxiv.2210.16393
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Chen X
- 通讯作者:Chen X
Edge photocurrent driven by THz electric field in bi-layer graphene
双层石墨烯中太赫兹电场驱动的边缘光电流
- DOI:10.48550/arxiv.2005.01407
- 发表时间:2020
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Candussio S
- 通讯作者:Candussio S
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- DOI:10.48550/arxiv.1911.02827
- 发表时间:2019
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Berdyugin A
- 通讯作者:Berdyugin A
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双层石墨烯中太赫兹电场驱动的边缘光电流
- DOI:10.1103/physrevb.102.045406
- 发表时间:2020
- 期刊:
- 影响因子:3.7
- 作者:Candussio S
- 通讯作者:Candussio S
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Irina V. Grigorieva
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