金属性层状过渡金属硫族化合物(TMDs)具有共同的多体相互作用,包括竞争性超导和电荷密度波(CDW)状态。石墨烯被广泛用作异质外延衬底,用于TMD层的生长和欧姆接触,其中自然形成了石墨烯/TMD异质结。石墨烯的存在会不可预测地影响2D CDW导体中的CDW顺序。
有鉴于此,近日,西北工业大学黄维院士、新加坡南洋理工大学于霆教授以及复旦大学丛春晓教授(共同通讯作者)等合作报道了石墨烯/NbSe2异质结中2H-NbSe2层的CDW转变。拉曼光谱的演变表明,当被石墨烯封端时,NbSe2的CDW相变温度(TCDW)显著降低。通过扫描隧道显微镜测量可以确认诱导的反常短程CDW状态。研究结果提出了通过监测A1g模式的线形来确定TCDW的新标准。同时,还发现了2D带作为观察CDW转变的指示。第一性原理计算表明,界面电子掺杂通过阻止2H-NbSe2的晶格畸变来抑制CDW状态。非同寻常的随机CDW晶格暗示了对许多共同电子状态形成机理的深刻洞察,并在调制多功能器件方面具有巨大潜力。
图1. SiO2/Si衬底上的石墨烯/NbSe2异质结。
图2.石墨烯/NbSe2异质结的CDW转变温度。
图3.石墨烯/2H-NbSe2异质结在77.8 K温度下的STM/STS图像。
图4.石墨烯/2H-NbSe2异质结的第一性原理计算。
文献信息:
Visualizing the Anomalous Charge Density Wave States in Graphene/NbSe2 Heterostructures
(Adv. Mater., 2020, DOI:10.1002/adma.202003746)
文献链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202003746