还记得这个勇敢的姐姐吗？
1994年10月出生的夏娟，今年才26岁，已经成为985高校的高级研究员、博士生导师。电子科技大学“百人计划”获得者。我本科毕业于四川大学，硕士毕业于南洋理工大学。我获得了2017年度中国杰出自费留学生奖和2018年度南洋理工大学女科学家奖。2019年入选福布斯中国30岁以下精英榜。
昨天，2020年8月24日，《自然物理》杂志在线发表了电子科技大学夏娟研究员、王增辉教授及其合作者的研究成果“WSE2-Mose2异质双层中的强耦合与压力工程”。《自然物理》是《自然》杂志在物理学领域的旗舰子期刊，也是该领域的权威同行评审科学期刊。据《科学之网》统计，自2005年发表以来，截至2020年7月，第一单元《自然物理学》在mainland China发表论文89篇。
在这项工作中，利用可以产生一百万个大气压的金刚石压砧技术来控制具有强层间耦合的新型信息材料二维范德华异质结的物理性质。系统研究了二维异质结的层间激子发光和电子能带结构等物理性质随压力变化的响应。电子科技大学夏娟研究员为第一作者；南京工业大学研究员、教授、颜研究员和南洋理工大学沈泽祥教授是该信函的共同作者。这是电子科技大学首次作为第一单位和交流单位在《自然物理》杂志上发表研究成果。
文章链接:
https://www.nature.com/articles/s41567-020-1005-7
“压力产生动力，动力激发潜能”不仅适用于心理学、教育学等领域，同样适用于物理学。在实验凝聚态物理研究中，“压力工程”是控制材料物理性质的重要手段。它不仅可以与原位光电研究相结合，而且具有高效、连续、可逆等优点。本工作采用金刚石砧对砧高压技术，在放置在砧上的两颗金刚石的微米级砧面上产生接近地心压力的超高静水压环境，可对所研究体系产生30%以上的体积变化，从而实现对所研究物质体系的大范围高效调控。
“压力工程”:利用金刚石砧高效控制二维异质结的层间距离和激子行为。图片来源和版权:自然物理学和论文作者
二维范德华异质结由于其“层内共价键-层间范德华相互作用”的结构特征，以及多样化的能带匹配和层间耦合，表现出丰富的光、电、光电特性，在实现新型光子、电子和光电器件方面具有独特的潜力。特别是具有强层间耦合的二维范德华异质结表现出更加明显的层间激子行为，在未来的信息器件领域具有很大的前景。同时，二维范德华异质结的层间激子对层间距离非常敏感。因此，通过外部控制手段如压力来改变二维范德华异质结之间的距离，可以有效地控制层间激子和相关的物理性质。
金刚石砧调节二维异质结独特层间距和层间耦合示意图。图片来源和版权:自然物理学和论文作者
因此，本工作在成功获得WSe2-MoSe2强层间耦合二维范德华异质结的基础上，利用其层间距离可以通过外压有效控制的特性，利用DAC器件成功实现了高压下微结构和物性的原位控制。研究人员通过实验观察到了二维异质结在10000个大气压附近的层间激子行为的显著变化，并从理论上计算了二维异质结在不同压力下的电子能带结构，成功解释了这种独特的突变现象。
本工作中使用的层间强耦合二维异质结WSe2-MoSe2的形貌和结构，以及由其强耦合特性引起的独特激子行为。图片来源和版权:自然物理学和论文作者
本工作利用DAC技术提供的超高电压成功控制了2D异质结中的层间强耦合，有助于进一步推动基于这种2D范德瓦尔斯异质结的新型激子器件的研究，为今后这种新型信息器件的探索和应用提供了新思路。本研究得到了国家自然科学基金、国家重点RD项目、四川省科技厅等项目的资助。
电子科技大学团队介绍:
夏娟博士，电子科技大学基础与前沿研究所特聘研究员，毕业于四川大学材料科学系，新加坡南洋理工大学物理与应用物理系博士。长期从事实验凝聚态物理的研究，特别是利用高压等各种实验手段控制二维半导体材料和异质结的物理性质。近五年来，在Nature、Nature Physics、Nanoletters、ACS Nano等国际期刊上发表论文近20篇。现为《中国物理学报》、《物理学报》、《物理学》和《中国物理学b》青年编委，获得2017年度中国杰出自费留学生奖、2018年度南洋理工大学女科学家奖等奖项。2018年入选电子科技大学“百人计划”，2019年入选福布斯中国30岁以下精英榜。
电子科技大学基础与前沿研究所教授曾辉博士，毕业于复旦大学物理系。在美国西雅图华盛顿大学物理系获得博士学位后，先后在康奈尔大学和凯斯西储大学开展科学研究。2016年入选国家高层次人才计划，目前就职于电子科技大学。王增辉教授长期从事低维纳米机电系统、纳米力学、微纳传感器等领域的研究，取得了一系列创新性的研究成果，积累在《科学》、《自然纳米技术》、《自然物理》、《自然通讯》、《科学进展》、《物理评论快报》、《纳米快报》、《ACS纳米》等期刊上发表相关论文20余篇。现为《物理学报·中国物理学B》青年编辑工作组成员，《中国科学:信息科学》编委、青年编委，长期被该领域各种高水平期刊聘为审稿人。
*感谢论文作者团队对本文的大力支持。
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