成果介绍
由于2D材料表面暴露了大量的原子和电子，界面电荷耦合已被证明是一种有效的方法来设计2D材料范德华异质结的电子结构。最近，由石墨烯与CrOCl堆叠形成的异质结展示了有趣的量子态，包括单层石墨烯中的扭曲量子霍尔相和双层石墨烯中的非常规相关绝缘体。然而，对异质结中层间电荷耦合的理解仍然具有挑战性。
有鉴于此，近日，国防科技大学朱梦剑研究员和南开大学王维华教授（共同通讯作者）等合作通过详细的拉曼光谱和电输运测量证明了界面耦合的石墨烯/CrOCl异质结中有效空穴掺杂的明确证据。观察到石墨烯拉曼模式的显著蓝移和G峰硬化变尖，定量地确定了从CrOCl到石墨烯~1.2×1013 cm-2的空穴注入浓度，这与石墨烯的电导率增强高度一致。基于密度泛函理论的第一性原理计算表明，由于CrOCl较大的功函数和Cl原子较强的电负性，电子有效地从石墨烯转移到CrOCl中，导致石墨烯中空穴掺杂。本文的发现为理解石墨烯/CrOCl异质结的奇异物理性质提供了线索，为进一步利用范德华异质结中有效的界面电荷耦合来设计量子电子态铺平了道路。
图文导读
图1. 石墨烯/CrOCl异质结的界面电荷转移和拉曼光谱。
图2. 石墨烯/CrOCl异质结的拉曼光谱分析和拉曼成像。
图3. hBN/石墨烯/CrOCl异质结器件的电输运性质。
图4. 石墨烯/CrOCl异质结电子结构和空穴掺杂的DFT计算。
文献信息
Efficient Charge Transfer in Graphene/CrOCl Heterostructures by van der Waals Interfacial Coupling
（ACS Appl. Mater. Interfaces, 2024, DOI:10.1021/acsami.4c07233）
文献链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.4c07233
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