研究人员解决了有关范德华材料能隙的争议

基于各种光学测量，以前报道了有争议的范德华斯材料(三溴化铬)的能隙值。怀俄明大学的一名教职员工及其研究团队使用扫描隧道显微镜和光谱测量技术，清楚地揭示了较小的能隙值，并解决了这一争议。

威斯康星大学物理与天文学系副教授TeYu Chien表示：“我们的结果解决了一个重要的材料特性(材料的能隙)方面的长期争议。” “我们的扫描隧道显微镜和光谱学测量清楚地表明，能隙在0.3电子伏特(eV)左右，比通过光学方法测量的能隙(1.68至2.1 eV)小得多。”

Chien说，他的团队的数据进一步解释了先前的光学测量结果是从各种导带和价带特征的转变，而不是检测材料的能隙。

范德华材料由牢固粘合的二维层组成，该二维层通过较弱的范德华力在三维空间中约束。例如，石墨是范德华斯材料，在工业上广泛用于电极，润滑剂，纤维，热交换器和电池。层之间的范德华力的性质使研究人员可以使用透明胶带将层剥离成原子厚度。

Chien是12月8日在《物理化学化学物理》上发表的题为“通过扫描隧道光谱在CrBr 3中显示出的小能隙”的论文的相应作者。该论文已被选入该杂志的“热门文章”，该主题集的主题是《物理化学，化学物理学》上发表的最热门的著作。这项工作还将在即将出版的印刷版的封面上进行介绍。

尼泊尔大学的研究生Dinesh Baral是该论文的主要作者。他从事了扫描隧道显微镜和光谱测量以及数据分析的实验工作。西澳大学物理与天文学系的助理研究员田继发教授，Yuri Dahnovsky教授和教授兼系主任唐金科(Jinke Tang)也为论文做出了贡献。

参与该研究的研究生包括来自的傅壮恩和王亚伦。的Uppalaiah Erugu;尼泊尔的Rabindra Dulal和Narendra Shrestha;和俄罗斯的Andrei Zadorozhnyi。

自2004年第一个孤立的石墨烯-原子上稀薄的石墨-以来，已经证实了各种具有金属，半金属，半导体，绝缘体和超导体特性的范德华材料。范德华磁性材料直到2017年才加入石墨烯家族。

三卤化铬是范德华关键的磁性材料家族之一，已被用于探索自旋电子应用的潜力，其中电子的磁矩用于计算和信息存储，而不是利用电子的电荷特性来实现。常规电子产品。

由于范德华材料的层间相互作用非常弱，并且层间原子与原子之间的键合相对较强，因此研究人员可以将它们剥离并堆叠成原子厚度的任何材料组合。

Baral解释说：“范德华斯材料的这种剥离就像洋葱皮的剥离一样，但是在原子水平上。”

扫描隧道显微镜和光谱学是一种成像工具，能够测量原子分辨率图像以及该范围内的电子特性。将三溴化铬薄片从块状晶体上剥落到原子薄的厚度，然后转移到导电基质(如高度取向的热解石墨)上进行研究。

钱恩说：“对三溴化铬的能隙的了解解决了科学界现有的争议。” “这也是更好地控制涉及三溴化铬的自旋电子设备的关键。”

Chien说，这项研究的结果将使研究人员更好地了解这种重要材料在自旋电子学和量子材料中的应用。

他说：“具有这种特性的材料在将电子和自旋电子设备的尺寸减小到原子水平的最小化方面具有潜在的工程应用价值。”

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