北理工姚裕貴課題組及合作者在《Progress in Materials Science》上發表硅烯長篇綜述
發布日期：2016-09-01 供稿：物理學院 攝影：物理學院
編輯：周格羽 審核：姜艷 閱讀次數：日前，北京理工大學姚裕貴教授課題組與大連理工大學、北京大學、中科院物理所的同事合作在《Progress in Materials Science》(《材料科學進展》)發表了全面介紹硅烯的長篇綜述文章:“Rise of Silicene: a Competitive 2D Material (硅烯正在升起：一個具有競爭力的二維材料)”(Progress in Materials Science 83, 24-151 (2016), 共128頁)?！禤rogress in Materials Science》是材料物理科學研究領域中具有重要影響的權威綜述性學術期刊，該期刊2015年影響因子為27.417。
自2004年石墨烯發現以來，全世界范圍內掀起了研究二維材料的高潮，硅烯是一種新穎的二維材料，近年來也受到了廣泛關注，已成為新材料領域的研究熱點之一。硅烯是由硅原子組成的六角蜂窩狀晶格結構的二維單質原子晶體，其低能激發是無質量的狄拉克費米子，在石墨烯中發現的新奇量子效應，大多數都可以在硅烯中找到相對應的版本。與石墨烯相比，硅烯具有較強的自旋軌道耦合效應，能隙易調，更易谷極化，與當代成熟的硅基半導體工藝兼容等優勢，因而預計在未來的自旋電子學和納米電子學器件等領域可能具有廣泛的應用前景。該綜述全面系統地總結了硅烯的基礎性質、實驗制備與表征、物性調控、潛在器件應用等方面的最新進展，并探討了硅烯在電子器件應用上所面臨的瓶頸，對硅烯和其他相關二維材料領域的研究具有重要的參考價值。
在硅烯的相關研究中，姚裕貴課題組做出了顯著的貢獻，并在國際上產生了廣泛的影響，相關研究論文中有5篇進入ESI高引用論文。主要成果如下：2011年他們首次預言了硅烯、鍺烯、錫烯是二維單質拓撲絕緣體，并能實現量子自旋霍爾效應［Physical Review Letters 107, 076802, 2011 (被引用645次)；Physical Review B 84, 195430, 2011(被引用328次)］，文中提出的重要理論模型也被相關文獻中命名為Liu-Yao-Feng-Ezawa模型。該組還預言了硅烯的手性超導性質 (Physical Review Letters 111, 066804, 2013)；谷極化的量子反?；魻栃?Physical Review Letters 112, 106802, 2014)等。此外，和物理所吳克輝實驗課題組合作，在國際上領先制備出硅烯(Nano Letters 12, 3507(2012))，揭示硅烯具有狄拉克型的電子態(Physical Review Letters 109, 056804(2012)；ACS Nano 7，9049(2013))等一系列特性等。
姚裕貴與大連理工大學趙紀軍、北京大學呂勁、中科院物理所吳克輝為并列通訊作者。北理工物理學院的余智明博士、劉鋮鋮博士參為了相關理論部分的撰寫。上述研究工作得到了國家自然科學基金、國家重大研究計劃等的支持。
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