該研究利用自主研發(fā)的具有能量-動(dòng)量二維成像解析能力的高分辨率電子能量損失譜儀(2D-HREELS),全面研究了典型二維極性材料單層六方氮化硼(h-BN)中LO聲子的非解析行為,并研究了其二維PhP的性質(zhì),成功觀測(cè)到了單層h-BN的所有聲子模式從布里淵區(qū)中心到邊界的色散。
博士生李佳德為第一作者,朱學(xué)濤研究員和郭建東研究員為共同通訊作者。
最近,中國(guó)科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國(guó)家研究中心表面物理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室SF06課題組的朱學(xué)濤研究員和郭建東研究員指導(dǎo)博士生李佳德等,利用自主研發(fā)的具有能量-動(dòng)量二維成像解析能力的高分辨率電子能量損失譜儀(2D-HREELS),全面研究了典型二維極性材料單層六方氮化硼(h-BN)中LO聲子的非解析行為,并研究了其二維PhP的性質(zhì)。通過(guò)2D-HREELS的高精度測(cè)量,他們成功觀測(cè)到了單層h-BN的所有聲子模式從布里淵區(qū)中心到邊界的色散(圖2c、d)?;诖?,他們證明了LO聲子色散確實(shí)具有“V”形的非解析行為(圖3a、b):首先,LO和TO聲子在布里淵區(qū)中心簡(jiǎn)并;其次,LO聲子的色散在布里淵區(qū)中心附近呈現(xiàn)有限的正斜率。
此外,他們還研究了襯底電子的屏蔽效應(yīng)對(duì)LO聲子行為的影響。通過(guò)對(duì)比Cu箔和Cu單晶襯底上生長(zhǎng)的單層h-BN的不同LO聲子行為,表明襯底與h-BN的距離是影響屏蔽強(qiáng)度的一個(gè)關(guān)鍵因素。對(duì)Cu單晶上單層h-BN的測(cè)量發(fā)現(xiàn),其LO聲子的線性色散行為被完全抑制,在布里淵區(qū)中心表現(xiàn)為“U”形的色散(圖3d、e)。相比于表面原子級(jí)平整的Cu單晶,Cu箔的粗糙表面增加了其與h-BN的平均距離,導(dǎo)致Cu箔襯底的電子對(duì)h-BN屏蔽不完全,從而保留了“V”形的非解析色散行為。
該工作得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃,國(guó)家自然科學(xué)基金,中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略先導(dǎo)(B)計(jì)劃和中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)的資助。(來(lái)源:中國(guó)科學(xué)院物理研究所)
https://doi.org/10.1038/s41467-024-46229-4
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