得益于原子層超薄二維材料的制備、堆疊方法的不斷發展，二維材料范德華異質結為量子材料打開了新的大門。通過不同層狀材料的組成和堆疊方向的調控，或者外部電場的變化，可以實現各種新奇的物理性質，譬如高溫超導等等。
上周我們已經介紹，2019年上半年，范德華異質結相關研究成果已經在Nature發表11篇文章。其實，在這11篇Nature之外，11月又連續發表2篇Science，都是關于二維范德華材料相關領域。
最近發表的2篇Science，分別來自于美國哈佛大學Philip Kim團隊，以及中國復旦大學高春雷/吳施偉團隊。
1. Science：二維異質結延長激子壽命
激子（固體中的電子和空穴的結合對）原則上可以用作信息載體。但是，由于電子和空穴傾向于快速復合，因此它們的壽命受到限制。延長壽命的一種方法是物理隔離電子和空穴，譬如通過使它們位于范德華異質結構的不同層中。有鑒于此，哈佛大學Philip Kim團隊使用這種策略在由單層二硒化鉬（MoSe2）和單層二硒化鎢（WSe2）構成的范德華異質結構中形成長壽命的層間激子。通過對異質結構中各層的電控制，研究人員進一步提高了激子壽命，并形成并操縱了帶電激子。
參考文獻：
LuisA. Jauregui et al. Electrical control of interlayer exciton dynamics inatomically thin heterostructures. Science 2019, 366, 870-875.
https://science.sciencemag.org/content/366/6467/870
2. Science：范德華堆疊調控二維磁性
通過對二維磁性材料的廣泛研究，科學家已經發現了許多相關的范德華材料，例如三碘化鉻（CrI3）和三溴化鉻（CrBr3）。盡管它們理論上具有相似的性質，但在雙層形式中，前者是反鐵磁性的，而后者似乎是鐵磁體。二維層狀磁性材料之間的磁耦合特性，可能為新型磁性器件的研制帶來新思路。考慮到二維層狀磁性材料之間具有較弱的原子層間范德華力，這使得人為構造層間范德華堆疊堆疊成為可能。有鑒于此，復旦大學高春雷課題組和吳施偉課題組合作，研究了雙層CrBr3的磁性狀態如何取決于單層堆疊的類型。研究團隊使用自主開發的自旋極化掃描隧道顯微鏡等手段，發現，當兩個單分子層以相同方向取向時形成反鐵磁狀態，而相反的取向則導致鐵磁性。
參考文獻：
WeijongChen et al. Direct observation of van der Waals stacking–dependent interlayermagnetism. Science 2019, 366, 983-987.
https://science.sciencemag.org/content/366/6468/983
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