见微学堂 | 二维材料的缺陷表征和物性测试课程直播

牛津仪器

2023.6.29

作者牛津仪器

TA的动态

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作为21世纪的明星材料，二维材料吸引了各个学科领域的研究兴趣，人们致力于探索其合成方法、物理性质、器件应用以及与其它材料的相互作用。对二维材料的表征，是理解其结构、性质和性能的关键。在微纳尺度下，常用的表征技术有电子显微镜、原子力显微镜、拉曼光谱等等。多种表征手段相互结合，推进着这个领域的深入发展。

本期见微学堂，我们有幸邀请到南方科技大学的林君浩研究员，为我们分享他在二维材料研究中的最新成果。通过搭建气氛控制互联系统，并利用扫描透射电子显微镜和原子力显微镜等先进表征工具，林老师团队观测到了空气敏感二维材料的缺陷结构，并成功测量了相关联的物理性质。

在林老师报告之后，牛津仪器的应用工程师竺仁，会为我们介绍原子力显微镜在二维材料中的应用。AFM不仅可以进行常规的形貌成像，还能够表征样品的晶格结构、电学特性以及力学特性。

报告一：二维材料中缺陷结构的精确表征与关联物性调控

二维材料是目前研究的热点。由于层间耦合效应和量子效应的减弱，大量新奇的物理现象在二维材料中被发现。其中，二维材料中的缺陷对其性能有直接的影响。理解缺陷的原子结构和动态其演变过程对二维材料功能器件的改进与性能提供具有重要意义。然而，只有少数几种二维材料在单层极限下在大气环境中是稳定，大部分新型二维材料，如铁电性，铁磁性或超导的单层材料在大气环境下会迅速劣化，无法表征其缺陷的精细结构。在这个报告中，我将报道定量衬度分析技术在二维材料缺陷表征中的应用，以及我们课题组在克服二维材料水氧敏感性的一些尝试。我们搭建了一套大型氛围控制互联系统，将水氧敏感二维材料的生长-表征-转移-高精度结构解析-器件制作与测量整个实验过程都保护在惰性氛围下。我们利用该系统在直接观测二维敏感单层材料晶格原子结构与缺陷中取得的一些初步成果，包括单层敏感WTe2的大范围无损本征褶皱结构，MoTe2/WTe2本征缺陷的统计分布，少层卤族铁磁反铁磁材料的直接CVD制备与无损表征，单层CrI3的缺陷磁性调控，层状拓扑反铁磁绝缘体MnBi2Te4的自发表面重构现象等。

报告二：原子力显微镜在二维材料研究中的应用

在二维材料的研究中，原子力显微镜（AFM）常用于测量片层的厚度，或者进行基础的形貌表征。其实AFM的作用远不止于此。先进的AFM能够常规化地解析二维材料的晶格或超晶格结构，而AFM丰富的电学和力学模式可以测量导电性、功函数、杨氏模量等物理性质。报告将会介绍AFM在二维材料高分辨成像和物性测试中的应用。案例不仅包含石墨烯和过渡金属硫化物，也涉及COF、MOF、小分子所构成的有机二维晶体，以及对空气敏感的二维材料。除了表征，AFM还是一个微纳加工工具，通过力和电场调控二维材料的形态和性质。

直播课程详情

时间：2023年7月6日(周四) 10：00-11:30

题目：二维材料的缺陷表征和物性测试

报告人介绍

林君浩

南方科技大学物理系副系主任，副教授，国家青年特聘专家，博士生导师，深圳市新型量子功能材料与器件重点实验室执行副主任。博士毕业于美国范德比尔特大学（Vanderbilt University）物理系，后赴日本任JSPS特聘研究员。林君浩博士主要利用高分辨扫描透射电镜和第一性原理计算作为研究工具，致力于实验与理论相结合的手段研究二维材料中原子结构与材料性能之间的关联，以期通过结构工程获得性能更优异的新型材料。近年来的主要研究兴趣为透射电子显微学新技的发展，以及新型二维铁磁与铁电材料缺陷的精确测量及其对磁性与极化的影响。近5年来，在Nature， PRL，Advanced Materials， ACS Nano等高影响期刊发表100余篇文章，总引用次数超过11000多次，H因子42。多次在国际学术会议及高校论坛做邀请报告，担任Nature, Nature Communications等期刊审稿人，承担多项国家与省市级科研攻关项目。入选《麻省理工科技评论》“35 岁以下科技创新 35 人”2021中国区榜单，获广东省青年五四奖章提名奖。

竺仁

2015年毕业于美国明尼苏达大学机械工程系，研究课题为功能纳米材料。在博士以及博士后期间积累了多年的原子力显微镜使用和研发经验。2016年加入牛津仪器Asylum Research部门，任职原子力显微镜应用工程师。

关于见微学堂

原子力显微镜不是一台冰冷的机器，它承载了鲜活生动的科学故事。一根根探针，组成了科学探索的阶梯。

在见微学堂中，牛津仪器将邀请各个科学领域的专家学者，分享他们使用原子力显微镜解决的实际问题。