北理工姚裕貴課題組及合作者在《Progress in Materials Science》上發(fā)表硅烯長篇綜述
發(fā)布日期：2016-09-01 供稿：物理學(xué)院 攝影：物理學(xué)院
編輯：周格羽 審核：姜艷 閱讀次數(shù)：日前，北京理工大學(xué)姚裕貴教授課題組與大連理工大學(xué)、北京大學(xué)、中科院物理所的同事合作在《Progress in Materials Science》(《材料科學(xué)進(jìn)展》)發(fā)表了全面介紹硅烯的長篇綜述文章:“Rise of Silicene: a Competitive 2D Material (硅烯正在升起：一個(gè)具有競爭力的二維材料)”(Progress in Materials Science 83, 24-151 (2016), 共128頁)?！禤rogress in Materials Science》是材料物理科學(xué)研究領(lǐng)域中具有重要影響的權(quán)威綜述性學(xué)術(shù)期刊，該期刊2015年影響因子為27.417。
自2004年石墨烯發(fā)現(xiàn)以來，全世界范圍內(nèi)掀起了研究二維材料的高潮，硅烯是一種新穎的二維材料，近年來也受到了廣泛關(guān)注，已成為新材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。硅烯是由硅原子組成的六角蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)的二維單質(zhì)原子晶體，其低能激發(fā)是無質(zhì)量的狄拉克費(fèi)米子，在石墨烯中發(fā)現(xiàn)的新奇量子效應(yīng)，大多數(shù)都可以在硅烯中找到相對(duì)應(yīng)的版本。與石墨烯相比，硅烯具有較強(qiáng)的自旋軌道耦合效應(yīng)，能隙易調(diào)，更易谷極化，與當(dāng)代成熟的硅基半導(dǎo)體工藝兼容等優(yōu)勢，因而預(yù)計(jì)在未來的自旋電子學(xué)和納米電子學(xué)器件等領(lǐng)域可能具有廣泛的應(yīng)用前景。該綜述全面系統(tǒng)地總結(jié)了硅烯的基礎(chǔ)性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)制備與表征、物性調(diào)控、潛在器件應(yīng)用等方面的最新進(jìn)展，并探討了硅烯在電子器件應(yīng)用上所面臨的瓶頸，對(duì)硅烯和其他相關(guān)二維材料領(lǐng)域的研究具有重要的參考價(jià)值。
在硅烯的相關(guān)研究中，姚裕貴課題組做出了顯著的貢獻(xiàn)，并在國際上產(chǎn)生了廣泛的影響，相關(guān)研究論文中有5篇進(jìn)入ESI高引用論文。主要成果如下：2011年他們首次預(yù)言了硅烯、鍺烯、錫烯是二維單質(zhì)拓?fù)浣^緣體，并能實(shí)現(xiàn)量子自旋霍爾效應(yīng)［Physical Review Letters 107, 076802, 2011 (被引用645次)；Physical Review B 84, 195430, 2011(被引用328次)］，文中提出的重要理論模型也被相關(guān)文獻(xiàn)中命名為Liu-Yao-Feng-Ezawa模型。該組還預(yù)言了硅烯的手性超導(dǎo)性質(zhì) (Physical Review Letters 111, 066804, 2013)；谷極化的量子反?；魻栃?yīng)(Physical Review Letters 112, 106802, 2014)等。此外，和物理所吳克輝實(shí)驗(yàn)課題組合作，在國際上領(lǐng)先制備出硅烯(Nano Letters 12, 3507(2012))，揭示硅烯具有狄拉克型的電子態(tài)(Physical Review Letters 109, 056804(2012)；ACS Nano 7，9049(2013))等一系列特性等。
姚裕貴與大連理工大學(xué)趙紀(jì)軍、北京大學(xué)呂勁、中科院物理所吳克輝為并列通訊作者。北理工物理學(xué)院的余智明博士、劉鋮鋮博士參為了相關(guān)理論部分的撰寫。上述研究工作得到了國家自然科學(xué)基金、國家重大研究計(jì)劃等的支持。
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