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Optically manipulated nanomechanics of semiconductor nanowires

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Chinese Physics B 2019年第5期28卷 117-121页

作者：宋晨之杨是赜李晓敏李晓冯济潘安练王文龙许智白雪冬 Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics and Institute of Physics Chinese Academy of Sciences International Center for Quantum Materials and School of Physics Peking University Key Laboratory for Micro-Nano Physics and Technology of Hunan Province and State Key Laboratory of Chemo/Biosensing and ChemometricsHunan University Songshan Lake Materials Laboratory School of Physical Sciences University of Chinese Academy of Sciences

Opto–electromechanical coupling at the nanoscale is an important topic in new scientific studies and technical applications. In this work, the optically manipulated electromechanical behaviors of individual cadmium sulfide(CdS) nanowires are investigated by a customer-built optical holder inside transmission electron microscope, wherein in situ electromechanical resonance took place in conjunction with photo excitation. It is found that the natural resonance frequency of the nanowire under illumination becomes considerably lower than that under darkness. This redshift effect is closely related to the wavelength of the applied light and the diameter of the nanowires. Density functional theory(DFT) calculation shows that the photoexcitation leads to the softening of CdS nanowires and thus the redshift of natural frequency, which is in agreement with the experimental results.

关键词： opto–electromechanical coupling nano-electromechanical systems (NEMS) in-situ transmission electron microscopy (TEM) semiconductor nanowires

通过铟掺杂有效控制单层WS_(2)的发射和载流子极性

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Science China Materials 2021年第6期64卷 1449-1456页

作者：陈荧蒋英易琛刘华伟陈舒拉孙兴霞马超李东何承林骆子煜姜峰郑玮豪郑弼元徐博一徐哲元潘安练 Department of Key Laboratory for Micro-Nano Physics and Technology of Hunan Province State Key Laboratory of Chemo/Biosensing and ChemometricsCollege of Materials Science and EngineeringHunan UniversityChangsha 410082China Department of School of Physics and Electronics Hunan UniversityChangsha 410082China

二维(2D)过渡金属硫族化合物(TMDs)的掺杂被认为是调控其光电特性的一种有效途径.但是TMDs材料在制备过程中会引入自身掺杂,使其可控掺杂仍具有较大的挑战.本文中我们通过含有钨(W)源和铟(In)源掺杂剂的化学气相沉积法(CVD)实现了不同... 详细信息

二维(2D)过渡金属硫族化合物(TMDs)的掺杂被认为是调控其光电特性的一种有效途径.但是TMDs材料在制备过程中会引入自身掺杂,使其可控掺杂仍具有较大的挑战.本文中我们通过含有钨(W)源和铟(In)源掺杂剂的化学气相沉积法(CVD)实现了不同铟掺杂浓度的单层WS2的可控制备.扫描透射电镜结果表明In原子成功取代了WS2晶体中的W原子.掺杂样品的发光特性受到了In掺杂浓度的明显调制,其发光强度随掺杂浓度呈现出先增强后衰减的趋势,最大增强倍数可达约35倍.这一现象主要归因于In掺杂后WS_(2)体系中激子与三激子的比例随掺杂浓度逐渐变化.基于In掺杂的WS_(2)场效应晶体管的电学特性表明,随着In掺杂浓度的增加,单层WS_(2)实现了从本征n型到双极性,最终到p型半导体的转变,表明掺杂样品的载流子极性也受到了掺杂浓度的有效调控.通过In掺杂可实现p型单层WS_(2)的成功制备,并且可对WS_(2)体系光学和电学特性进行双重调制,为实现2D材料光电特性的有效调控提供了一种潜在的可行方法.

关键词： controllable doping chemical vapor deposition photoluminescence intensity modulation bipolar and p-type WS_(2)

二维钙钛矿材料CsPbBr3中暗激子的磁场调控特性研究

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Science China Materials 2020年第8期63卷 1503-1509页

作者：石钟太 Shoaib Muhammad 邓龙江刘镇毕磊张林博张丽周佩珩陈海燕陆海鹏谢建良李东潘安练彭波 National Engineering Research Center of Electromagnetic Radiation Control Materials School of Electronic Science and EngineeringUniversity of Electronic Science and Technology of ChinaChengdu 611731China Key Laboratory for Micro-Nano Physics and Technology of Hunan Province State Key Laboratory of Chemo/Biosensing and ChemometriscsCollege of Materials Science and EngineeringHunan UniversityChangsha 410082China State Key Laboratory of Electronic Thin Films and Integrated Devices University of Electronic Science and Technology of ChinaChengdu 610054China Key Laboratory of Multi-Spectral Absorbing Materials and Structures of Ministry of Education University of Electronic Science and Technology of ChinaChengdu 610054China

二维钙钛矿材料作为21世纪最热门的材料之一,其优异的光电特性使其在太阳能电池、激光器等方面具有巨大的应用潜力.二维无机钙钛矿结构CsPbX3(X=Cl,Br,I)的激子性质对其光电特性具有决定性的作用.本工作针对CsPbBr3中的暗激子进行了详... 详细信息

二维钙钛矿材料作为21世纪最热门的材料之一,其优异的光电特性使其在太阳能电池、激光器等方面具有巨大的应用潜力.二维无机钙钛矿结构CsPbX3(X=Cl,Br,I)的激子性质对其光电特性具有决定性的作用.本工作针对CsPbBr3中的暗激子进行了详细的研究,通过施加面外磁场,实现了对CsPbBr3中暗态激子的激活并发现暗态激子的荧光强度随磁场增加而呈现线性增强.本工作揭示了CsPbBr3暗激子的磁场调控行为和内在物理机制,对深入理解其光电特性具有重要的科学意义.

关键词： perovskite materials CsPbBr3 dark exciton magnetic field brightening

低亚阈值摆幅可重构场效应晶体管及高增益互补反相器

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Science Bulletin 2020年第23期65卷 2007-2013,M0004页

作者：孙兴霞朱晨光刘华伟郑弼元刘勇易佳丽方丽针刘莹王兴旺 Muhammad Zubair 朱小莉王笑李东潘安练 Key Laboratory for Micro-Nano Physics and Technology of Hunan Province State Key Laboratory of Chemo/Biosensing and ChemometricsCollege of Materials Science and EngineeringHunan UniversityChangsha 410082China

二维半导体材料由于具有超薄的厚度同时表现出优异的物理性能,被寄望突破传统半导体发展瓶颈,成为新一代集成电路的重要组成部分.目前基于二维材料的场效应晶体管分立器件被广泛研发,但受限于接触问题,大部分二维半导体晶体管所表现出... 详细信息

二维半导体材料由于具有超薄的厚度同时表现出优异的物理性能,被寄望突破传统半导体发展瓶颈,成为新一代集成电路的重要组成部分.目前基于二维材料的场效应晶体管分立器件被广泛研发,但受限于接触问题,大部分二维半导体晶体管所表现出的输运性能仍不理想.本文通过引入一个额外的接触栅极,对二维半导体接触区进行独立控制:通过对接触区静电掺杂浓度的调控,有效降低了器件的接触电阻,实现了器件在整个工作状态的欧姆接触,获得了近乎理想的输运性能;同时,作者还通过对接触区域载流子掺杂类型的有效控制实现了器件的可重构功能,利用控制栅电压的调控实现器件在n型FET和p型FET之间的灵活切换,并基于这一特性进一步构建了高增益互补反相器电路.本研究有望为新一代集成电路设计提供重要的原型器件,推动集成电路产业迅速发展.

关键词：场效应晶体管反相器集成电路设计分立器件欧姆接触二维材料接触电阻接触区