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　　理學(xué)院在定向外延生長(zhǎng)的范德瓦耳斯分子異質(zhì)結(jié)方面取得重要進(jìn)展

　　外延生長(zhǎng)薄層材料在傳統(tǒng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中廣泛地應(yīng)用于制作電子和光電子器件。最近又新發(fā)現(xiàn)很多新的應(yīng)用領(lǐng)域，比如范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)，金屬有機(jī)骨架材料，有機(jī)半導(dǎo)體以及膠體組裝等。范德瓦爾斯異質(zhì)外延是由一種層狀材料生長(zhǎng)在另一種層狀材料的過(guò)程，比如層狀過(guò)渡金屬硫化物的層疊(MoS2，WS2等)，多層高質(zhì)量的2D材料的層疊中間可以存在較大的晶格失配現(xiàn)象。對(duì)于這種2D材料，常常是以強(qiáng)烈的原子間的成鍵來(lái)保持穩(wěn)定狀態(tài)，而非常弱的范德瓦耳斯力則在這個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程作用較小。

　　近日，西安交通大學(xué)理學(xué)院陳光德課題組與英國(guó)伯明翰大學(xué)物理與天文學(xué)院NPRL的Dr. Quanmin Guo課題組合作，介紹了一種新型的定向外延生長(zhǎng)的分子范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)。與傳統(tǒng)的異質(zhì)結(jié)不同，這種新型異質(zhì)結(jié)，組成僅為有機(jī)分子，內(nèi)界面以及分子間都是以范德瓦爾斯力相互作用組裝在一起，這個(gè)過(guò)程中并未引入任何氫鍵或者離子鍵。室溫下，在高定向熱解石墨(HOPG)表面順序沉積C60和C70兩種分子，制備出了雙層范德瓦爾斯異質(zhì)層。研究發(fā)現(xiàn)了常溫下HOPG表面C70自組裝分子層中C70分子全部處于自由旋轉(zhuǎn)狀態(tài);當(dāng)引入C60分子后，C70分子的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)會(huì)受到引入的C60分子的調(diào)控，可以選擇性的站立或自由旋轉(zhuǎn)，并從分子層面上揭示了這種調(diào)控的機(jī)理。這個(gè)發(fā)現(xiàn)可以用于研究其他涉及到非球狀顆粒系統(tǒng)，甚至膠體系統(tǒng)。

　　上述研究成果以題目“Orientational Epitaxy of Van der Waals Molecular Heterostructures”在國(guó)際著名期刊Nano Letters(影響因子12.080)發(fā)表。該工作是理學(xué)院應(yīng)用物理系博士生郭路安在陳光德教授和英國(guó)伯明翰大學(xué)物理與天文學(xué)院NPRL的Dr. Quanmin Guo共同指導(dǎo)下完成的。西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用物理系和陜西量子信息與量子光電設(shè)備重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為該論文的第一完成單位，英國(guó)伯明翰大學(xué)物理與天文學(xué)院NPRL實(shí)驗(yàn)室為合作單位。該博士生獲得國(guó)家留學(xué)基金委獎(jiǎng)學(xué)金的支持。

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