Collaborative Research: Correlated States in Twisted Hetero-bilayer Transition Metal Dichalcogenides

合作研究:扭曲异双层过渡金属二硫属化物中的相关态

基本信息

  • 批准号:
    2104902
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 28.13万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2021-06-01 至 2024-05-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Nontechnical Abstract: In conventional materials, electrons travel in the periodic arrays of atoms without "talking" (interacting) to each other. When two monolayers of atomically thin materials, also knowns as two-dimensional (2D) materials, are stacked together with a well-controlled twist angle between these two layers, they form a new periodic structure with interesting properties. In this collaborative project, the PIs investigate these 2D materials to gain knowledge that could enable transformative technology innovations such as high-temperature superconductivity, quantum electronics and optoelectronics. This project integrates an education component to train students and build a strong workforce for quantum science and technologies. Under-represented groups are particularly encouraged and included in the education programs.Technical Abstract: Correlated states such as Mott insulators and Wigner crystals remain intriguing subjects of physics. More recently, twisted hetero-bilayer transition metal dichalcogenides (TMDs) have emerged as a new platform with even more enhanced correlation strength, and their strong spin-orbit coupling and presence of bandgaps provide new avenues to explore spin-related physics and optoelectronics in correlated states. In this collaborative proposal, the PIs explore the moiré superlattices formed by twisted hetero-bilayer TMDs. The research plan includes two main thrusts. Thrust I is to characterize the interaction strength of the correlated states and study its relationship with moiré structure parameters and external controls to manipulate the correlated states. Thrust II is to explore new correlated states arising from interactions with other electronic phases, such as the interplay of correlated states with Landau levels, the effect of strong correlation on valley physics and excitonic physics of the moiré superlattice, and other types of new states that could possibly arise in this strongly interacting system. The collaborative project trains graduate and undergraduate students are trained for future placement in quantum science and technologies. The project also creates research modules for outreach to K-12 students and actively involves under-represented groups.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
非技术摘要:在传统材料中,当两个单层原子薄材料(也称为二维 (2D) 材料)与一个原子堆叠在一起时,电子在原子的周期性阵列中移动,而不会相互“交谈”(相互作用)。这两层之间的扭曲角度受到良好控制,它们形成了一种具有有趣特性的新周期性结构。在这个合作项目中,PI 研究这些二维材料以获得能够实现变革性技术创新的知识,例如。该项目整合了教育内容,以培训学生并为量子科学和技术培养一支强大的劳动力队伍。技术摘要:相关陈述如下。由于莫特绝缘体和维格纳晶体仍然是物理学中有趣的课题,最近,扭曲的异质双层过渡金属二硫属化物(TMD)已成为一种具有更强相关性的新平台。其强大的自旋轨道耦合和带隙的存在为探索相关态的自旋相关物理和光电子学提供了新的途径。在这项合作提案中,PI 探索了由扭曲异质双层 TMD 形成的莫尔超晶格。包括两个主要主旨。主旨一是表征相关态的相互作用强度,并研究其与莫尔结构参数和外部控制的关系,以操纵相关态。主旨二是探索新的相关态。与其他电子相相互作用产生的态,例如具有强朗道能级的相关态的相互作用、强相关性对莫尔超晶格的谷物理和激子物理的影响,以及在这种相互作用中可能出现的其他类型的新态该合作项目为研究生和本科生提供未来量子科学和技术方面的培训。该项目还创建了面向 K-12 学生的研究模块,并积极让代表性不足的群体参与其中。该奖项反映了 NSF 的法定使命,并具有被认为值得通过使用基金会的智力优势和更广泛的影响审查标准进行评估来获得支持。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Tuning moiré excitons and correlated electronic states through layer degree of freedom
通过层自由度调节莫尔激子和相关电子态
  • DOI:
    10.1038/s41467-022-32493-9
  • 发表时间:
    2022-08
  • 期刊:
  • 影响因子:
    16.6
  • 作者:
    Chen, Dongxue;Lian, Zhen;Huang, Xiong;Su, Ying;Rashetnia, Mina;Yan, Li;Blei, Mark;Taniguchi, Takashi;Watanabe, Kenji;Tongay, Sefaattin;et al
  • 通讯作者:
    et al
Excitonic insulator in a heterojunction moiré superlattice
异质结莫尔超晶格中的激子绝缘体
  • DOI:
    10.1038/s41567-022-01703-y
  • 发表时间:
    2022-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    19.6
  • 作者:
    Chen, Dongxue;Lian, Zhen;Huang, Xiong;Su, Ying;Rashetnia, Mina;Ma, Lei;Yan, Li;Blei, Mark;Xiang, Li;Taniguchi, Takashi;et al
  • 通讯作者:
    et al
Bandgap Tuning in BaZrS 3 Perovskite Thin Films
BaZrS 3 钙钛矿薄膜的带隙调节
  • DOI:
    10.1021/acsaelm.1c00575
  • 发表时间:
    2021-08
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.7
  • 作者:
    Sharma, Shyam;Ward, Zachary;Bhimani, Kevin;Li, Kang;Lakhnot, Aniruddha;Jain, Rishabh;Shi, Su;Terrones, Humberto;Koratkar, Nikhil
  • 通讯作者:
    Koratkar, Nikhil
Orientation-Controlled Large-Area Epitaxial PbI 2 Thin Films with Tunable Optical Properties
具有可调光学特性的取向控制大面积外延 PbI 2 薄膜
  • DOI:
    10.1021/acsami.1c05734
  • 发表时间:
    2021-07
  • 期刊:
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Ghoshal, Debjit;Shang, Hanzhi;Sun, Xin;Wen, Xixing;Chen, Dongxue;Wang, Tianmeng;Lu, Zonghuan;Gupta, Tushar;Efstathiadis, Harry;West, Damien;et al
  • 通讯作者:
    et al
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Sufei Shi其他文献

Observation of Quantized Exciton Energies in Monolayer WSe2 under a Strong Magnetic Field
  • DOI:
    10.1103/physrevx.10.021024
  • 发表时间:
    2020-04-30
  • 期刊:
  • 影响因子:
    12.5
  • 作者:
    Tianmeng Wang;Zhipeng Li;Zhengguang Lu;Yunmei Li;Shengnan Miao;Zhen Lian;Yuze Meng;Mark Blei;T. Taniguchi;Kenji Watanabe;S. Tongay;W. Yao;D. Smirnov;Chuanwei Zhang;Sufei Shi
  • 通讯作者:
    Sufei Shi
Ultrafast charge transfer in atomically thin MoS₂/WS₂ heterostructures.
原子薄 MoS2/WS2 异质结构中的超快电荷转移。
  • DOI:
    10.1038/nnano.2014.167
  • 发表时间:
    2014-07-23
  • 期刊:
  • 影响因子:
    38.3
  • 作者:
    Xiaoping Hong;Jonghwan Kim;Sufei Shi;Yu Zhang;Chenhao Jin;Yinghui Sun;S. Tongay;Junqiao Wu
  • 通讯作者:
    Junqiao Wu
Measurement of discrete energy-level spectra in individual chemically synthesized gold nanoparticles.
单个化学合成金纳米粒子的离散能级光谱的测量。
  • DOI:
    10.1021/nl802473n
  • 发表时间:
    2008-09-03
  • 期刊:
  • 影响因子:
    10.8
  • 作者:
    F. Kuemmeth;K. Bolotin;Sufei Shi;D. Ralph
  • 通讯作者:
    D. Ralph
A high performance UV–visible dual-band photodetector based on an inorganic Cs2SnI6perovskite/ZnO heterojunction structure
  • DOI:
    10.1039/c9tc05940g
  • 发表时间:
    2019-12
  • 期刊:
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Dali Shao;Weiguang Zhu;Guoqing Xin;Xueqing Liu;Tianmeng Wang;Sufei Shi;Jie Lian;Shayla Sawyer
  • 通讯作者:
    Shayla Sawyer
Transient absorption and photocurrent microscopy show that hot electron supercollisions describe the rate-limiting relaxation step in graphene.
瞬态吸收和光电流显微镜表明,热电子超碰撞描述了石墨烯中的限速弛豫步骤。
  • DOI:
    10.1021/nl4030787
  • 发表时间:
    2013-10-23
  • 期刊:
  • 影响因子:
    10.8
  • 作者:
    M. Graham;Sufei Shi;Zenghui Wang;D. Ralph;Jiwoong Park;P. McEuen
  • 通讯作者:
    P. McEuen

Sufei Shi的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Sufei Shi', 18)}}的其他基金

Collaborative Research: Moire Exciton-polariton for Analog Quantum Simulation
合作研究:用于模拟量子模拟的莫尔激子极化
  • 批准号:
    2344658
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 28.13万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Rydberg Exciton in Atomically Thin Semiconductor for On-chip Quantum Optoelectronics
用于片上量子光电器件的原子薄半导体中的里德伯激子
  • 批准号:
    2139692
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 28.13万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAREER:Light-Matter Interaction in Van der Waals Heterostructures of Atomically Thin Semiconductors
职业:原子薄半导体范德华异质结构中的光与物质相互作用
  • 批准号:
    1945420
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 28.13万
  • 项目类别:
    Continuing Grant

相似国自然基金

肿瘤相关成纤维细胞通过CCL5/CCR5轴促进神经内分泌前列腺癌顺铂耐药的机制研究
  • 批准号:
    82373358
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
“双动力”驱动型纳米诊疗剂的构建及其时序化调控NTEs免疫微环境诊治内植物相关感染的机制研究
  • 批准号:
    82372427
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
SENP1-Sirt3轴调控肿瘤相关巨噬细胞胆固醇代谢并抑制抗肿瘤免疫活性的作用与机制研究
  • 批准号:
    82303194
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
Siglec-G/10诱导肿瘤相关巨噬细胞免疫抑制分化促进口腔鳞癌免疫检查点阻断治疗耐受的研究
  • 批准号:
    82372623
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
NSUN2介导SPP1m5C修饰对衰老相关性房颤的影响及机制研究
  • 批准号:
    82371597
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    48 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Collaborative Research: Worm Algorithm and Diagrammatic Monte Carlo for Strongly Correlated Condensed Matter Systems
合作研究:强相关凝聚态系统的蠕虫算法和图解蒙特卡罗
  • 批准号:
    2335905
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 28.13万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative Research: Worm Algorithm and Diagrammatic Monte Carlo for Strongly Correlated Condensed Matter Systems
合作研究:强相关凝聚态系统的蠕虫算法和图解蒙特卡罗
  • 批准号:
    2335904
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 28.13万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative Research: Twist Control of Correlated Physics in Two Dimensions
合作研究:二维相关物理的扭转控制
  • 批准号:
    2226098
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 28.13万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Twist Control of Correlated Physics in Two Dimensions
合作研究:二维相关物理的扭转控制
  • 批准号:
    2226097
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 28.13万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Correlated velocity models as dynamic upscaling and model translation tools for watershed-scale hydrobiogeochemical cycling
合作研究:相关速度模型作为流域规模水生地球化学循环的动态升级和模型转换工具
  • 批准号:
    2049688
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 28.13万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了