Published April 24, 2023
| Version v1
Publication
Open
Strain Effects in Twisted Spiral Antimonene
Creators
- 1. Beijing Academy of Quantum Information Sciences
- 2. Peking University
- 3. Institute of Physics
- 4. Chinese Academy of Sciences
- 5. Beijing Institute of Technology
- 6. Xi'an Jiaotong University
Description
Van der Waals (vdW) layered materials exhibit fruitful novel physical properties. The energy band of such materials depends strongly on their structures, and a tremendous variation in their physical properties can be deduced from a tiny change in inter-layer spacing, twist angle, or in-plane strain. In this work, a kind of vdW layered material of spiral antimonene is constructed, and the strain effects in the material are studied. The spiral antimonene is grown on a germanium (Ge) substrate and is induced by a helical dislocation penetrating through few atomic-layers of antimonene (β-phase). The as-grown spiral is intrinsically strained, and the lattice distortion is found to be pinned around the dislocation. Both spontaneous inter-layer twist and in-plane anisotropic strain are observed in scanning tunneling microscope (STM) measurements. The strain in the spiral antimonene can be significantly modified by STM tip interaction, leading to a variation in the surface electronic density of states (DOS) and a large modification in the work function of up to a few hundreds of millielectron-volts (meV). Those strain effects are expected to have potential applications in building up novel piezoelectric devices.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تُظهر المواد ذات الطبقات من فان دير فال (vdW) خصائص فيزيائية جديدة مثمرة. يعتمد نطاق الطاقة لهذه المواد بشدة على هياكلها، ويمكن استنتاج تباين هائل في خصائصها الفيزيائية من تغيير طفيف في التباعد بين الطبقات أو زاوية الالتواء أو الانفعال داخل الطائرة. في هذا العمل، يتم إنشاء نوع من المواد ذات الطبقات vdW من الأنتيمونين الحلزوني، ويتم دراسة تأثيرات الإجهاد في المادة. يزرع الأنتيمونين الحلزوني على ركيزة الجرمانيوم (GE) ويحثه خلع حلزوني يخترق عدد قليل من الطبقات الذرية من الأنتيمونين (الطور β). يتم توتر اللولب المزروع جوهريًا، وتم العثور على تشوه الشبكة مثبتًا حول الخلع. لوحظ كل من الالتواء التلقائي بين الطبقات والإجهاد المتباين الخواص داخل الطائرة في مسح قياسات المجهر النفقي (STM). يمكن تعديل الانفعال في الأنتيمونين الحلزوني بشكل كبير من خلال تفاعل طرف STM، مما يؤدي إلى تباين في الكثافة الإلكترونية السطحية للحالات (DOS) وتعديل كبير في وظيفة العمل يصل إلى بضع مئات من ميلي إلكترون فولت (meV). من المتوقع أن يكون لتأثيرات الإجهاد هذه تطبيقات محتملة في بناء أجهزة كهرضغطية جديدة.Translated Description (French)
Les matériaux stratifiés Van der Waals (vdW) présentent de nouvelles propriétés physiques fructueuses. La bande d'énergie de ces matériaux dépend fortement de leurs structures, et une énorme variation de leurs propriétés physiques peut être déduite d'un petit changement dans l'espacement entre les couches, l'angle de torsion ou la déformation dans le plan. Dans ce travail, une sorte de matériau en couches vdW d'antimoine en spirale est construit, et les effets de déformation dans le matériau sont étudiés. L'antimoine en spirale est cultivé sur un substrat de germanium (Ge) et est induit par une dislocation hélicoïdale pénétrant à travers quelques couches atomiques d'antimoine (phase β). La spirale au fur et à mesure de sa croissance est intrinsèquement tendue, et la distorsion du réseau s'avère être épinglée autour de la dislocation. La torsion intercouche spontanée et la déformation anisotrope dans le plan sont observées dans les mesures au microscope à effet tunnel à balayage (STM). La déformation de l'antimoine en spirale peut être modifiée de manière significative par l'interaction de la pointe STM, entraînant une variation de la densité électronique d'états de surface (DOS) et une modification importante de la fonction de travail allant jusqu'à quelques centaines de millielectron-volts (meV). Ces effets de contrainte devraient avoir des applications potentielles dans la construction de nouveaux dispositifs piézoélectriques.Translated Description (Spanish)
Los materiales en capas de Van der Waals (vdW) exhiben propiedades físicas novedosas y fructíferas. La banda de energía de dichos materiales depende en gran medida de sus estructuras, y se puede deducir una tremenda variación en sus propiedades físicas a partir de un pequeño cambio en el espaciado entre capas, el ángulo de torsión o la tensión en el plano. En este trabajo, se construye una especie de material en capas vdW de antimoneno en espiral, y se estudian los efectos de la deformación en el material. El antimoneno espiral se cultiva en un sustrato de germanio (Ge) y es inducido por una dislocación helicoidal que penetra a través de pocas capas atómicas de antimoneno (fase β). La espiral a medida que crece está intrínsecamente deformada, y se encuentra que la distorsión de la red está fijada alrededor de la dislocación. Tanto la torsión espontánea entre capas como la deformación anisotrópica en el plano se observan en las mediciones del microscopio de efecto túnel (STM). La tensión en el antimoneno espiral puede modificarse significativamente por la interacción de la punta STM, lo que lleva a una variación en la densidad electrónica de estados de la superficie (DOS) y una gran modificación en la función de trabajo de hasta unos pocos cientos de milielectron-voltios (meV). Se espera que esos efectos de tensión tengan aplicaciones potenciales en la construcción de nuevos dispositivos piezoeléctricos.Files
advs.202301326.pdf
Files
(16.0 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:b50ca7535185bc4ac03ae177fd0d64d8
|
16.0 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تأثيرات الإجهاد في الأنتيمونين الحلزوني الملتوي
- Translated title (French)
- Effets de souche dans l'antimonène spiralé torsadé
- Translated title (Spanish)
- Efectos de la cepa en el antimoneno en espiral retorcido
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4366821636
- DOI
- 10.1002/advs.202301326
References
- https://openalex.org/W1914937687
- https://openalex.org/W1972730777
- https://openalex.org/W1995200445
- https://openalex.org/W2012994737
- https://openalex.org/W2018613109
- https://openalex.org/W2020286761
- https://openalex.org/W2024346440
- https://openalex.org/W2036108825
- https://openalex.org/W2037238525
- https://openalex.org/W2047205370
- https://openalex.org/W2051155172
- https://openalex.org/W2077793170
- https://openalex.org/W2103291130
- https://openalex.org/W2152703146
- https://openalex.org/W2196711886
- https://openalex.org/W2237157248
- https://openalex.org/W2543982394
- https://openalex.org/W2550660184
- https://openalex.org/W2564066640
- https://openalex.org/W2726462748
- https://openalex.org/W2739218026
- https://openalex.org/W2793369479
- https://openalex.org/W2807862208
- https://openalex.org/W2909496552
- https://openalex.org/W3081062047
- https://openalex.org/W3094077549
- https://openalex.org/W3101354295
- https://openalex.org/W3102103775
- https://openalex.org/W3112600755
- https://openalex.org/W3163903440
- https://openalex.org/W3183962337
- https://openalex.org/W3193552234
- https://openalex.org/W4225877486
- https://openalex.org/W4232760999
- https://openalex.org/W4366821636
- https://openalex.org/W833686487