报告题目：层状材料原子尺度生长机理的特性与共性及其物性调控

报 告 人：张振宇 (中国科学技术大学)

报告时间：2016年5月19日16：00

报告地点：理科楼郑裕彤大讲堂

报告摘要：石墨烯、硅稀、二硫化钼、拓扑绝缘体、h-氮化硼、黑磷。。。近年来凝聚态物理与材料科学的发展以层状结构这一大家族的一个个新成员的发现为一大导向。一方面，每一个新成员都有其鲜明的个性，不同成员之间的结合更显特色；另一方面，整个大家族又有其共性，比如单层材料与衬底之间、层与层之间几乎都是以弱的范德瓦耳斯力耦合到一起。对每一个成员的深层理解，都可能对真正走进这一大家族有普适性价值。这里我们从量子力学的第一性原理计算出发，辅以多尺度理论模拟，揭示石墨烯在金属衬底上从成核到晶元级大面积生长过程中所可能依赖的原子级动力学过程与微观机制。基于这些研究，我们提出可在低温下生长出高质量大面积单晶石墨烯的动力学通道，并结合实验验证这些预言。进一步，我们从单层石墨烯扩展到双层石墨烯，从石墨烯扩展到其它层状材料及其异质结，揭示其生长过程中的特性与共性。最新的研究亮点包括预言可外延生长单层蓝磷的理想衬底与新颖机制，以及如何精确调控大幅度提高在磁性拓扑绝缘体中实现量子反常霍尔效应的温度。这方面的研究不仅可丰富我们在非平衡状态下低微材料生长领域的知识积累，同时也对调控这类材料的功能性质与器件应用有指导意义。