Cu(111)衬底上单层铁电GeS薄膜的原子和电子结构研究

作     者：朱孟龙 杨俊 董玉兰 周源 邵岩 侯海良 陈智慧 何军 Zhu Meng-Long;Yang Jun;Dong Yu-Lan;Zhou Yuan;Shao Yan;Hou Hai-Liang;Chen Zhi-Hui;He Jun

作者机构：湖南工商大学微电子与物理学院长沙410205 中南大学物理与电子学院纳米光子学与器件湖南省重点实验室长沙410083 北京理工大学集成电路与电子学院工信部低维量子结构与器件重点实验室北京100081 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2024年第73卷第1期

页      面：123-130页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

基　　金：湖南省教育厅青年项目(批准号:22B0658) 湖南省自然科学基金(批准号:2023JJ30199,2021JJ40704) 国家自然科学基金(批准号:12004440,62275275)资助的课题 

主　　题：二维铁电 过渡金属单硫属化合物 硫化锗 扫描隧道显微镜 X射线光电子能谱 

摘      要：二维铁电材料因具有自发极化特性,在铁电场效应晶体管、非易失性存储器和传感器中具有广泛的技术和器件应用.特别是第Ⅳ主族单硫属化合物具有最高的理论预测热电特性和本征的面内铁电极化特性,适合作为探索二维铁电极化特性的模型材料.然而,由于相对大的解理能,目前不容易获得高质量和大尺寸单层第Ⅳ主族单硫属化合物,严重阻碍了这些材料应用到快速发展的二维材料及其异质结研究中.本文采用分子束外延方法在Cu(111)衬底上成功制备单层GeS.通过高分辨扫描隧道显微镜,原位X射线光电子能谱和角分辨光电子能谱以及密度泛函理论计算,对单层GeS原子晶格和电子能带结构进行了系统表征.研究结果表明:单层GeS具有正交晶格结构和近似平带的电子能带结构.单层GeS的成功制备和表征使得制备高质量和大尺寸单层第Ⅳ主族单硫属化合物成为可能,有利于该主族材料应用到快速发展的二维铁电材料以及异质结研究中.