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发现具有纯热结构相变，空气稳定的单层Cu2Se薄膜
发布时间：2020-09-03     作者：harry   分享到：
极具着组成部分相变形质的原材料极具着充实的初中物理和物理化学类型，可足够于许多种运用。三维图像原材料的纯热相变在量子力学学中是主要的然而也容易诱导性的。在二维的原材料中，到到目前到止到止，形式改变是由应力、皮秒激光、光电商植入、光电商/阳离子束、物理测量的热损毁、物理进行处理或许多策略与渗碳的通过促使的。虽然，于今到止，控制耐腐蚀收费比的纯热可逆性相变在二维板材尚无见新闻报道。


近日，中国科学院物理研究所和中国科学院大学物理科学学院科教融合研究团队合作在Adv. Mater.上发表了一篇题目为“Air-Stable Monolayer Cu2Se Exhibits a Purely Thermal Structural Phase Transition”的研究成果。该研究报道了一种新型二维（2D）材料，单层Cu2Se的制备，并发现其存在纯热结构相变。
图案简单

图1 温度为78 K和300 K下单层Cu2Se的STM图像和原子构型



他们在SiC上的双层石墨烯上同时沉积Se和Cu，500 K退火后得到了单层Cu2Se。78 K时，单层Cu2Se的STM图和原子结构如图1a-1d所示。存在着由于Cu2Se和石墨烯基底晶格失配引起的一维摩尔条纹。Cu2Se为方形结构，其侧视图为“之”字形，被命名为z-Cu2Se。300 K时，单层Cu2Se的STM图和原子结构如图1e-1h所示。低温下存在的一维摩尔条纹消失。Cu2Se为六角结构，其侧视图为直线形，被命名为l-Cu2Se。 

图2 温度为300 K时单层Cu2Se的STEM图像



实现对Cu2Se样板实行扫苗散射光电子光学显微镜(STEM)分析方法，进的一步证明了图1h如图的原子结构设计结构设计也是水温为300 K时双层结构Cu2Se的分子结构设计。l-Cu2Se的顶视图和侧视图与图2a和2d缝合地非常好。图2c屏幕上显示Cu2Se与纳米材料的层行间距为0.34 nm，突出表现为范德华共同功用。

图3 不同温度下单层Cu2Se的LEED谱



累计变温下的原位低能电子厂衍射(LEED)表现效果如同3表达。Cu2Se产品的样品78 K和300 K的LEED图分別为3a和3b，其放缩画面分別为3i和3j，用灰白色圈圈标志的黑斑为相变的特点衍射黑斑。考虑到更流畅的的表现出结构特征黑斑的改变，我对该衍射黑斑做出了衬度的line profile，就像文中3k图甲中。完成追踪定位变温全过程中该特征英文衍射黑点的发生变化，会来判断双层Cu2Se的相变环境温度为~ 147 K，且该相变可逆反应。

图4 ARPES和DFT计算的能带结构



78 K时，z-Cu2Se的可带的结构如下图4a-4c图甲中，ARPES定性分析与DFT计算公式没想到一致地非常好(4b)，Γ点处费米面火车站附近的可带破裂机为一组。300 K时，l-Cu2Se的可带设备构造如同4e-4g如图是，ARPES分析方法与DFT计算公式效果接触地良好 (4f)，Γ点处费米面周边的可带呈简并程序。随着时间推移气温的偏高，z-Cu2Se改成l-Cu2Se，相交性从C2改为C3，极高的原子团框架对应点性造成 了本身破裂机的2组能帶简并在一起。
总结

一如既往，学习者在在多层石墨烯材料上光催化原理了大户型、**的一层Cu2Se。能够打印机扫描拍照队道体视显微镜观察(STM)，打印机扫描拍照散发出电子技术元器件体视显微镜观察(STEM)和密度算出公式泛函概念（DFT）算出制定了该板材78 K和300 K的两大形式相，角判定光电材料子元器件能谱联系DFT算出阐明了两大相应该形式的变迁，据低能电子技术元器件衍射谱随温的演变成，證明了两大形式左右的相变是可逆反应的，但是应该发现在一整块土样上。然而，Cu2Se单双层膜在水汽中的可靠性因此此种具纯热相变的素材在室温感测器器行业具**优势。进十步的理论知识计算出来也指出了这一项热机构相变的或许体系，为去寻找有着纯热机构相变的2D文件提拱了可以参考。
文献链接：Air-Stable Monolayer Cu2Se Exhibits a Purely Thermal Structural Phase Transition, 2020, Adv. Mater. DOI: 10.1002/adma.201908314.
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