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国家工程中心彭波教授取得突破性研究成果

作者:董云 亚游官网:2020-04-07 来源:校新闻中心

近日,国家电磁辐射控制材料工程技术研究中心彭波教授在磁场调控二维材料、铁磁二维材料光学特性及电子自旋方面取得突破性研究成果,在Nano Letters、ACS Nano、Science China Materials上连续发表4篇1区高水平研究论文,其中2篇为封面论文。

图1 ACS Nano和Sci. China Mater.封面论文

以封面论文发表于《ACS Nano》上的研究成果题为“Enhanced valley Zeeman splitting in Fe-doped monolayer MoS2”(见图1左)。该工作突破磁性金属原子掺杂二维材料的重大难题,成功实现了磁性金属原子Fe原位取代Mo原子,制备了Fe掺杂MoS2二维材料;揭示了单层二维材料体系中不同原子之间存在的“局域磁矩海森堡交换作用”,揭示了g因子增加的物理机制;解决了本征二维材料因朗德因子小而无法实现高温高效谷自旋调控的难题,实现谷塞曼劈裂增强效应和谷自旋室温调控。

以封面论文发表于《Science China Materials》上的研究成果题为“Layer dependence of stacking order in nonencapsulated few-layer CrI3”(见图1右)。该工作基于晶体结构与拉曼张量的一一对应关系,深入研究了CrI3的拉曼特征;详细研究了2-5层及块体CrI3的特征峰与层数、偏振、旋光和温度之间的依赖关系;揭示了2-5层及块体CrI3在低温下为菱方堆叠结构(10 K),明确了CrI3低温晶体结构。

图2 左:单层MoS2缺陷态谷自旋自由度。右:磁场激活CsPbBr3中暗态激子,随磁场增加暗态激子荧光强度增加。

发表于《Nano Letters》上题为“Spin-valley locking effect in defect states of monolayer MoS2”的论文,首次在实验上证实了缺陷态的谷赝自旋特性,借助外磁场对其进行操控,观察到增强谷塞曼劈裂效应,填补了实验空白;明确缺陷态来源于单硫和双硫空位;提出了缺陷态增强谷塞曼劈裂效应的物理机制,有效电子质量以及d轨道磁矩的增加导致了塞曼劈裂的增加(见图2左)。

发表于《Science China Materials》上题为“Magnetic-brightening and control of dark exciton in CsPbBr3 perovskite”的论文,在CsPbBr3微纳单晶中,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出线性增强。该工作揭示了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(见图2右)。

彭波教授于2010至2015年在新加坡国立大学、新加坡南洋理工大学从事博士后研究工作,于2015年6月加入国家电磁辐射控制材料工程技术研究中心。他针对制约光子芯片大规模集成的难题,围绕片上异质异构集成技术、光磁器件及超高速光电探测器,重点开展铁磁二维材料、二维材料异质结物性研究与性能调控及其在光电子、光互联等方面的新型器件的应用开发,并自主设计和搭建了一套独特的原位传输微区磁光电扫描成像测量系统,在铁磁二维材料非互易磁光效应、磁性和晶体结构调控、谷自旋电子学以及超高速超灵敏光电器件等方面取得了一系列创新性研究成果。

近5年来,彭波教授先后主持国家自然基金面上项目、青年基金项目等科研项目近十项。以通讯或第一作者在ACS Nano, Nano Letters, Nano Today等权威期刊上发表SCI论文13篇(其中1区12篇,高被引论文1篇),他引2000余次;受邀作特邀报告20余次,担任TPC委员2次、分会主席4次;获“AsiaNano”大会最佳报告奖。授权美国专利1项、国家发明专利1项。长期担任ACS Nano、Nano research、Nanoscale等权威学术期刊审稿人。于2017年入选四川省人才计划。

论文链接:

ACS Nano (IF=13.9):https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.0c00291

Nano Letters (IF=12.2):https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.0c00138

Sci. China. Mater. (IF=5.6):https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs40843-019-1245-1

Sci. China. Mater. (IF=5.6):https://link.springer.com/article/10.1007/s40843-019-1214-y

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