报告题目：二维量子材料 - 晶格和奇异电子态的设计与实现

报告人：杜轶 北航物理学院 教授

时间：3月29日(周三)下午2点

地点：中国科学院物理研究所M楼253会议室

邀请人：郭建刚研究员

联系电话：82649309

摘要：

二维烯是六角形蜂巢结构的单原子层单质二维材料，其结构与石墨烯类似，因其二维结构特性和新奇的物理性质，近年来成为低维体系研究的热点。而有关其大规模高质量制备、表面功能化、能带电子结构调控，光电性质和应用开发等方面的实验探索还处于初期研究阶段。本报告将介绍近些年我们利用分子束外延生长和大规模化学方法制备二维烯及二维烯衍生材料的一些经验。利用分子束外延生长制备方法，我们分别在金属和半导体衬底上获得了大面积高质量具有半导体电子结构、狄拉克费米子特征、电子平带结构的外延二维烯材料。利用低温扫描隧道显微镜、球差校正透射电子显微镜和原位低温拉曼光谱，我们确定了各种二维烯的二维晶体结构及其声子结构特征。结合扫描隧道谱、X光电子能谱和角分辨光电子能谱技术，我们系统地研究了外延二维烯的电子态特征，并确认了其低能电子态的线性色散关系。在成功探寻二维烯本征物性的基础上，我们还通过化学方法制备了高质量的氢化二维烯材料（如氢化锗烯），并成功利用表面功能化调控了其能带特征。近期，我们不仅成功地将二维锗烯用于光电探测、离子电池等应用，还利用高压方法在二维烯中首次观测到了超导电性。这些工作为二维烯材料的应用奠定了基础。

代表性论文：

[1] Z. Li, et al, Realization of flat band with possible nontrivial topology in electronic Kagome lattice, Sci. Adv. 4, eaau4511 (2018).

[2] H. Feng, et al, Role of charge density wave in monatomic assembly in transition metal dichalcogenides, Adv. Funct. Mater., 29, 1900367 (2019).

[3] N. Liu, et al, Hydrogen Terminated Germanene for a Robust Self‐Powered Flexible Photoelectrochemical Photodetector, Small, 16, 2000283 (2020)

[4] H. Feng, et al, Experimental realization of two-dimensional buckled Lieb lattice, Nano Lett., 20, 2537 (2020).

[5] H. Mu, et al, Germanium Nanosheets with Dirac Characteristics as Saturable Absorber for Ultrafast Pulse Generation, Adv. Mater., 2101042 (2021).

[6] Y. Xi, et al, Superconductivity in Layered van der Waals Hydrogenated Germanene at High Pressure, J. Am. Chem. Soc., 144, 18887 (2022).

几种二维烯（硅烯、锗烯、锡烯和蓝磷）的STM图像

报告人简介：

杜轶，教授，博导，北航物理学院表面物理与量子物质研究团队负责人。先后入选包括Australian Research Council （ARC）Future Fellowship，国家高水平人才引进计划（青年项目）等人才计划项目。主要研究兴趣为在原子尺度设计并研究新型低维量子材料的生长、物性和新奇量子效应；室温液态金属智能响应材料的设计与开发；光电催化及能源转换的表面热力学和动力学原子/分子尺度原位研。授权专利3项，发表 SCI 论文 200余篇（Sci. Adv., Adv. Mater., Nano Lett., J.Am.Chem.Soc., Adv.Energy. Mater., ACS Nano等），引用 11300余次，h-index为 60。