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基础院王曾晖夏娟等在SCIENCE CHINA Physics, Mechanics & Astronomy上发表研究成果
文:王曾晖 图:王曾晖 来源:基础与前沿研究院 时间:2024-09-27 673

  《中国科学:物理学 力学 天文学》英文版(SCIENCE CHINA Physics, Mechanics & Astronomy, SCPMA)近日发表了电子科技大学/中南大学的研究成果,文章题为“Pressure-triggered stacking dependence of interlayer coupling in bilayer WS2”,于2024年第67卷第8期刊出。电子科技大学张泽娟、焦成寅、裴胜海为共同第一作者,王曾晖、夏娟为通讯作者;论文作者还包括了中南大学的周喻等。电子科技大学基础与前沿研究院为第一完成单位。该研究得到了国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金原创探索计划等项目的支持。

  二硫化钨(WS2)据报道在常温常压条件下几乎没有堆垛依赖性,这阻碍了对其物理性质和潜在应用的进一步探索。本文通过高压实现了3R和2H双层WS2中有效调控,并实现了压力触发的层间耦合和压力诱导的共振-非共振转变以及显著的堆垛依赖性,这在WS2中是首次通过实验观察到的。该工作可能释放出堆垛自由度,用于设计具有与层间耦合相关的定制性能的WS2器件。

  二维WS2由于较大的层间距离表现出可忽略的堆垛依赖性,在这项工作中,研究人员利用高压压缩了层间距离,从而极大增强了3R和2H堆垛的双层WS2的层间耦合。结果表明,压力触发了明显的层间耦合的堆垛依赖,这是在二维WS2中首次观察到。具体而言,研究者们观察到了特定拉曼模式之间间距的明显堆垛依赖性,并发现3R和2H堆垛的WS2存在不同的转变压力,这两者都意味着堆垛依赖的层间耦合。

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二维WS2超低波数拉曼光谱超低波数展现出的压强诱导的堆垛对称性

  实验中,研究者们通过偏振超低频拉曼光谱,成功区分了四个超低频拉曼峰,并揭示了它们的振动本质,不仅包括面内和面外模式,还包括层内和层间性质。这使研究人员能够明确解析每个拉曼峰的演化,阐明了压力触发的超低频拉曼光谱中的堆垛依赖性,并揭示了其物理图像。

  进一步,通过原位超低频拉曼光谱,研究者们观察到双层WS2中层间振动模式和层内振动模式之间的不寻常的压力诱导的峰转变。更有趣的是,通过研究发现这种峰转变的物理本质是压力诱导的共振-非共振转变,3R和2H堆垛的转变压力值分别为~5.7 GPa和~7.5 GPa,再次突显了压力响应中独特的堆垛依赖性。

 

  论文链接:https://doi.org/10.1007/s11433-024-2376-9

编辑:刘瑶  / 审核:李果  / 发布:陈伟