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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：
具备着结构特征相转化质的的材料具备着很多种多样的物理上的和电学特征，可考虑于很多种操作。3d相关材料的纯热相变在初中物理中是基本上的还有最易成脂的。在二维物料中，到近年就要，框架演变是由应力、正离子束、光电倒入、光电/正离子束、生物学测量的热海损、生物学补救或这样的方式与降温的相结合所致的。那么，距今截止，长期保持药剂学计量检测比的纯热可逆性相变在二维相关材料尚末见新闻稿件。


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。
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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



能够对Cu2Se图纸通过扫一扫光学散射光学显微镜观察(STEM)表现，进一次验证了图1h右图的氧原子设计可是环境温度为300 K时双层结构Cu2Se的共价键组成部分。l-Cu2Se的顶视图和侧视图与图2a和2d吻合器地太好。图2c凸显Cu2Se与石墨稀的层差距为0.34 nm，行为为范德华充分角色。

图3 不同温度下单层Cu2Se的LEED谱



连续式变温下的原位低能自动化衍射(LEED)研究方法可是下图3如图所示。Cu2Se产品的样品78 K和300 K的LEED图区别为为3a和3b，其放缩影像区别为为3i和3j，用白色的方框表识的黑点为相变特征英文衍射黑点。成了更清楚的共同点出共同点斑块的不同，各位对该衍射斑块进行衬度的line profile，下图3k已知。确认追查变温方式中该特证衍射淤点的转变，也可以答案一层Cu2Se的相变气温为~ 147 K，且该相变可逆转。

图4 ARPES和DFT计算的能带结构



78 K时，z-Cu2Se的准带结构特征如图已知4a-4c表达，ARPES研究方法与DFT算出成果契合地很不错(4b)，Γ点处费米面付近的准带抗拨为一组。300 K时，l-Cu2Se的能用结构的下图4e-4g图甲中，ARPES分析方法与DFT算起数据相符地很不错(4f)，Γ点处费米面附近小区的能用呈简并状态下。根据摄氏度的提高，z-Cu2Se转化成l-Cu2Se，中心对称性从C2转换成C3，更为重要的原子框架框架轴对称性形成了原先折裂的两对还能带简并在一起。
总结

一直以来，钻研者在在三层纳米材料上制作了大使用面积、**的双层结构Cu2Se。利用扫视机隧道口显微镜观察观察(STM)，扫视机散射自动化显微镜观察观察(STEM)和相对密度泛函理论上（DFT）计算的方式选定了该原材料78 K和300 K的多个构造相，角签别光自动化能谱结合在一起DFT计算的方式阐释了多个相能帶构造的变化无常，选择低能自动化衍射谱随气温的发展历程，证明格式了多个构造之間的相变是不可逆转的，另外就可以发现在整体的打样定制上。不仅而且，Cu2Se单面膜在冷空气中的安全稳定度分析让 这款体现了纯热相变的食材在温度表感测器器方面体现了**实力。进一点的原理测算也提起了该热空间设备构造相变的可以机制化，为寻求拥有纯热空间设备构造相变的2D文件供给了参考选取。
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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