強強聯合，構筑異維超晶格，突破傳統物質結構認知!

一、【導讀】

超晶格由于其獨特的電子、光學和磁性而引起了人們的廣泛關注。一般而言，傳統超晶格是在具有相同維度的材料之間形成的（例如三維(3D)-3D、二維(2D)-2D和一維(1D)-1D超晶格）。近期2D材料的突破豐富了超晶格家族，包括范德華異質結構、莫爾周期圖案和隨機插層化合物。此外，還報道了嵌層化合物，包括鈮基和釩基超晶格以及本征二維超晶格MnBi₂Te₄。這些超晶格具有量子自旋電子器件應用所需的潛在超導性和鐵磁性。然而，這些超晶格大多是通過外延生長獲得的，或者通過不同的方法堆疊2D材料來組裝。此外，就結構和尺寸而言，所報道的超晶格是3D-3D、2D-2D和1D-1D超晶格。在本征2D（或3D）材料和1D材料之間形成的本征異維超晶格的實現仍然是一個很大的挑戰。

二、【成果掠影】

近日，北京理工大學周家東教授（一作兼通訊）、姚裕貴教授、北京大學吳孝松教授、新加坡南洋理工大學Kazu Suenaga教授、劉政教授等人聯合，通過化學氣相沉積直接沉積，報道了一種由二維二硫化釩（VS₂）和一維硫化釩（VS）鏈陣列的交替層組成的本征異維超晶格。這種獨特的超晶格具有非常規的1T堆疊，通過SEM鑒定其具有單斜晶胞VS₂/VS層。當磁場在平面上時，通常霍爾效應會消失，然而在異維超晶格中觀察到一個意想不到的霍爾效應，其持續時間可達380開爾文。理論計算將其歸因于與一維VS鏈相關的面內磁場引起的面外Berry曲率引起的非常規異常霍爾效應。本研究工作拓展了對傳統超晶格的理解，并將促進更非凡超結構的合成。該論文以題為“Heterodimensional superlattice with in-plane anomalous Hall effect”發表在知名期刊Nature上，北京理工大學為第一單位。

三、【數據概覽】

圖一、VS₂-VS超晶格的生長過程及其光學圖像

圖二、VS₂-VS超晶格的原子結構

圖三、VS₂-VS超晶格的詳細分析

圖四、VS₂-VS超晶格的傳輸測量

四、【成果啟示】

綜上所述，研究人員使用CVD方法合成了垂直堆疊的VS₂-VS超晶格。STEM和橫截面TEM結果清楚地揭示了VS₂-VS超晶格的原子結構，這在釩基材料中尚未獲得。在超晶格中首次觀察到室溫下的面內反常霍爾效應（AHE）。磁場角依賴性揭示了由1D-VS鏈導致的意外的面內各向異性。本研究結果為合成超晶格和揭示新的物理性質開辟了一條途徑。

文獻鏈接：Heterodimensional superlattice with in-plane anomalous Hall effect (Nature 2022, 609, 46-51)

本文由大兵哥供稿。

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