基础科学研究所（IBS）复杂系统理论物理中心（PCS）的科学家报告了一种名为“谷声电效应”的新现象，这种现象发生在类似石墨烯的二维材料中。这项研究发表在《物理评论快报》上，为电子学的研究带来了新的见解。在声电子学中，利用表面声波(saw)产生电流，在这项研究中，理论物理学家模拟了表面声波在新兴二维材料中的传播，比如单层二硫化钼(MoS2)。表面声波拖拽MoS2电子(和空穴)，产生一种带有传统和非传统元件的电流。
后者包括两个贡献：基于翘曲的电流和霍尔电流，第一个与方向有关，与所谓的valleyse(电子的局部能量极小值)有关，类似于光下二维材料光伏效应的解释机制之一。第二种是由于一种特殊的效应(Berry相位)，这种效应会影响这些电子作为一个群体移动的速度，并导致一些有趣的现象，如反常和量子霍尔效应。研究小组分析了声电流的特性，提出了一种独立运行和测量传统电流、翘曲电流和霍尔电流的方法。
这使得同时使用光学和声学技术来控制电荷载体在新型二维材料中的传播，创造出新的逻辑器件。研究人员对控制这些超薄系统的物理特性很感兴趣，尤其是那些可以在二维空间中自由移动，但在三维空间中受到严格限制的电子。通过控制电子的参数，特别是动量、自旋和谷折线，将有可能探索硅电子之外的技术。例如，MoS2有两个区域谷，这可能在未来用于位存储和处理，使其成为研究valleytronics的理想材料。
PCS纳米结构光与物质相互作用小组的负责人Ivan Savenko说：我们的理论开辟了一种利用声学方法操纵山谷输运的方法，扩大了谷声电效应在声电子设备上的适用性。谷声电效应实质是由于表面声波的传播而产生拖曳电流(和自旋电流)，这种电流由三部分组成，一部分与谷折射率无关，与声波矢量成正比，另一部分由电子色散的三角弯曲引起，第三部分由浆果相引起，布洛赫电子沿晶体运动时获得浆果相。
博科园｜研究/来自：基础科学研究所
参考期刊《物理评论快报》
DOI: 10.1103/PhysRevLett.122.256801
发表于 2020-5-10 02:20
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