石墨烯和最近發現的矽烯都具有極高的載流子遷移率😝，但它們的能隙為零🆓，因而不能直接去做高表現的場效應管👃🏻。打開石墨烯和矽烯的能隙同時不失高的載流子遷移率是它們走向電子器件應用的關鍵。意昂体育平台物理學院呂勁課題組在他們用六角氮化硼夾住石墨烯打開能隙(自然子刊《NPG Asia Materials》 4, e6(2012)𓀐；http://www.nature.com/doifinder/10.1038/am.2012.10)和用垂直電場打開矽烯能隙《Nano Letters 12💖，113（2012）》的工作基礎上，最近又提出一種新的打開矽烯能隙的方案🕜，即在矽烯上單面吸附金屬原子。基於密度泛函理論計算，他們發現：這種表面吸附方法可以在保有矽烯高遷移率的同時，有效地破壞矽烯的對稱性，從而打開能隙。能隙的大小可以通過改變吸附濃度加以調節🤵🏿‍♂️，最高可以達到0.5 eV。通過對鈉原子吸附的矽烯場效應管模型的量子輸運模擬顯示該器件的開關比可高達108，滿足高表現邏輯器件的需要🙍。該理論為矽烯作為高表現的場效應管提供了一個新的實現途徑。

 

基於Na吸附的矽烯結構的單門場效應管👨🏿‍🍳。(上圖) 模型示意圖，(左下圖)堿金屬吸附打開矽烯能隙以及門壓對費米面的調控示意圖💧，（右下圖）器件的轉移曲線🤸🏻‍♂️。 相關工作最近發表在自然出版集團新刊《Scientific Reports》上 (Tunable and sizable band gap in silicene by surface adsorption, Scientific Reports 2, 853 (2012); http://www.nature.com/srep/2012/121114/srep00853/full/srep00853), 論文的第一作者是意昂体育平台前沿交叉學科研究院和物理學院的博士生屈賀如歌⛹🏼‍♀️。合作者有物理學院的高政祥和俞大鵬教授✊🏼。

此外，該課題組還和日本築波大學的赤阪健教授，日本分子科學所的永瀨茂教授，羅光富博士和王路博士合作✷🦔，合成和表征了具有較高載流子遷移率的金屬富勒烯晶體。相應的研究工作發表於德國應用化學Angewandte Chemie 51💁🏿‍♂️，1589 （2012）和美國化學學會會誌上J. Am. Chem. Soc. 134, 11681 (2012)。

上述研究工作得到了國家重大研究計劃👨🏻👈🏿，教育部新世紀人才計劃🧓🕵🏼‍♂️，國家自然科學基金以及人工微結構和介觀物理國家重點實驗室的支持。

編輯🤰🏼：入扁舟