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二维晶体的扭曲异质结构Twisted heterostructures，为新型超材料设计，提供了无限空间。 今日，英国曼彻斯特大学Vladimir I. Fal’ko 和 Roman Gorbachev团队在Nature Nanotechnology上发文，报道演示了使用单层或少层MoS2组装的室温铁电半导体。这些范德瓦尔斯异质结构，具有反转对称破缺的特征，同时联合二维晶体界面处原子排列的不对称性，使得交替平面外极化的铁电畴，能够排列成扭曲控制的网络。最后一个可以通过施加平面外电场来移动，正如电子通道衬度成像 ECCI原位观察到：界面电荷转移、畴壁运动及其弯曲刚度，与理论计算符合得很好。此外，实验演示了场效应晶体管的原理证明，其中沟道电阻 channel resistance表现显著滞后的铁电畴壁钉扎控制。研究结果，揭示了内置铁电存储功能的室温电子和光电半导体器件的潜在途径。
Interfacial ferroelectricity in marginally twisted 2D semiconductors.边缘扭曲二维半导体中的界面铁电性
图1：边缘扭曲双层MoS2的铁电畴。
图2：双门边缘扭曲双层MoS2磁畴演化。
图3：MoS2铁电畴的电子性质。
[color=rgba(0, 0, 0, 0.85)]该项研究表明，具有小扭曲角的原子薄过渡金属二硫族化物TMDS组装的异质结构，呈现可切换铁电行为，并提供了3R界面。通过研究微观结构（back-scattered electron channelling contrast imaging，BSECCI）和电子（Kelvin-probe force microscopy，KPFM和输运）性质的场驱动畴演化证明了这一点，同时，还量化了界面处铁电双层中的电荷转移量，并发现与理论模型吻合良好。[color=rgba(0, 0, 0, 0.85)]这些观察展示了一种实现具有记忆效应的原子薄电子设备的方法，并为设计新的光电子设备开辟了可能性。例如，过渡金属二硫族化物TMD中的强光-物质耦合，和单个TMD层中的缺陷单光子发射，可以提供可切换的单光子发射能力。[color=rgba(0, 0, 0, 0.85)]然而，为了实现这样的功能器件，需要在范德瓦尔斯组装方面，取得进一步的进展，以实现更高界面均匀性和扭曲角再现性。此外，需要优化材料参数，以实现更弱的畴钉扎和更快的磁切换。
文献链接：https://www.nature.com/articles/s41565-022-01072-whttps://doi.org/10.1038/s41565-022-01072-w https://www.nature.com/articles/s41565-022-01072-w.pdf本文译自Nature，请点击阅读原文，可下载全文。 | 
