【DFT+实验】Nano Lett.：基于金属-介电复合衬底的界面电荷积累实现异质结中电子与自旋态的操控

成果介绍

电荷和自旋是载流子的两种本征属性，几乎决定着材料中所有的物理过程和作用原理。

近期，厦门大学康俊勇教授、吴雅苹教授、吴志明教授（共同通讯作者）等借助扫描隧道显微镜技术，并设计采用金属介质复合衬底，实现了对Co量子点/WS2异质结电子与自旋态的调控。研究发现使用非磁性或磁性针尖在单极性偏置的多次扫描、偏置极性切换以及施加脉冲等多种方式下，可使Co量子点的电子态形貌在亮态和暗态之间进行规律且可重复的转换。第一性原理计算表明，在非磁性和磁性针尖下的调控现象分别由载流子积累引起的态密度变化和磁各向异性能量的转变决定。金属介质复合衬底成功提供了有效的界面势垒以获得可控的载流子积累并通过该方式实现了量子点电荷与自旋特性的电调控。该报道将促进对量子体系中电子-物质相互作用的探索，并为自旋电子学的发展提供一种创新的方法。

图文导读

图1. c-Ag衬底上Co-QD/WS₂异质结的形貌和电子结构。

图2. W针尖对Co-QDs电子形态的调制。

图3. 通过载流子注入调制的Co-QD/WS₂异质结界面电位和PDOS的偏置相关演变。

图4. 通过Ni针尖探测的Co-QDs自旋电子形态的调制。

图5. Co-QD/WS₂异质结磁性质的理论计算。

文献信息

Manipulations of Electronic and Spin States in Co-Quantum Dot/WS₂Heterostructure on a Metal-Dielectric Composite Substrate by Controlling Interfacial Carriers

（Nano Lett., 2024, DOI:10.1021/acs.nanolett.3c04831）

文献链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.3c04831