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国家纳米科学中心谢黎明Nano Lett:1T-TaS2中多态电荷波密度相变

归档日期:04-17       文本归类:动多态      文章编辑:爱尚语录

  原标题:国家纳米科学中心谢黎明Nano Lett.:1T-TaS2中多态电荷波密度相变的拉曼光谱和动态电学研究

  二维分层1T-TaS2含有丰富的电荷密度波(CDW)状态,因此具有不同的电子结构和物理性质和广泛的应用,如相变存储器,电子振荡器和光电探测器。在不同温度下,二维分层1T-TaS2有各种CDW基态,应用光学和电刺激也观察到1T-TaS2的多个中间相。本文采用拉曼光谱和动态电学测量,研究1T-TaS2中电场驱动的多态CDW相变。在平面内电场下,采用原位拉曼光谱发现了电场下诱导NCCDW到ICCDW相转变的直接光谱证据。

  近日,中国国家纳米科学中心的谢黎明(通讯)作者等人,通过拉曼光谱和1T-TaS2中的电压振荡,研究了电场驱动的多态CDW相变;分析了声学和光学声子模式下,1T-TaS2的电导率与拉曼光谱强度之间的相关性。研究表明多态转换源于从近公度结构NCCDW相到失衡的中间状态,再到非公度结构ICCDW相转变。随着电场的增加,不同CDW状态的停留时间也发生了变化。在较低温度下,由于中间相之间的较高能量势垒和较低温度下较低的热激发能量,多态振荡消失。相关成果以“Raman Spectroscopic and Dynamic Electrical Investigation of Multi-State Charge-Wave-Density Phase Transitions in 1T-TaS2”为题发表在Nano Letter上。

  图1 1T-TaS2的非公度结构(ICCDW)与近公度结构(NCCDW)的转变

  (c)在室温下,1T-TaS2的100圈的IV循环图( 插图:装置的SEM图);

  (a)在315-390 K范围内,1T-TaS2的二维彩色斯托克斯和反斯托克斯拉曼光谱图;

  本文分析了1T-TaS2的电驱动多态CDW跃迁的机制。 通过面内电场分析发现:可以由IV曲线中的多个步骤反映中间状态,研究NC到IC相变过程。同时,温度和电压与拉曼光谱之间的相关性,证明了电场导致的不平衡的中间状态,能够导致NC到IC的相变。另外, 中间状态的1T-TaS2振荡器具有多态波形的电压振荡, 电压振荡也可以作为研究不同温度下NC,IC和中间状态动态的有效方法。

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