金剛石對頂砧裝置高效壓縮WSe2-MoSe2複合材料

據瞭解，電子科技大學夏娟研究者利用可産生百萬大氣壓的金剛石對頂砧裝置（DAC）使只有原子級厚度的二硒化鎢（WSe2）和二硒化鉬（MoSe2）複合材料實現高效壓縮。該研究成果已以《二硒化鎢-二硒化鉬雙層异質結的層間强耦合及高壓調控研究》爲題發表在Nature Physics上。

金剛石壓砧由一對金剛石對頂砧和密封墊組成。其中，兩顆金剛石尖頂之間的極小墊片包裹著鑽石。當兩顆金剛石相向而行時，金剛石尖頂之間的空間會被急劇壓縮，進而會給樣品施加百萬個的大氣壓。空間中除了樣品，還會充滿了矽油等液體傳壓介質。

人類日常生活的壓强是 1 個大氣壓，海底一萬米的壓强大約是 1000 個大氣壓，而DAC裝置就能輕鬆實現 1000000個大氣壓的高壓。由此可見，DAC裝置擁有得天獨厚的優勢，是一個十分强大的實驗手段。

研究者利用可産生百萬大氣壓的DAC裝置，讓比千分之一蟬翼厚度還要薄的二硒化鎢和二硒化鉬複合材料貼合得更加緊密。

總的來說，DAC高壓技術能使二維材料體系的體積産生30%以上的變化，進而能使材料體系更好地調控。

另外，研究者還研究了二硒化鎢和二硒化鉬异質結的層間激子發光、電子能帶結構等物理特性隨壓强變化的響應。

研究表明，具有强層間耦合作用的WSe2-MoSe2异質結，可表現出極爲優秀的光學、電學和光電特性，所以更適合應用于新型的光子器件、電子器件和光電器件上。

在獲得層間强耦合二硒化鎢-二硒化鉬二維範德瓦爾斯异質結的基礎上，利用其層間距離可被外界壓强高效調控的特點，研究者采用DAC裝置順利實現了高壓下微觀結構和物理特性的原位調控。

在實驗中，研究者還觀察到了這類二維异質結的層間激子行爲，在一萬個大氣壓周圍發生的明顯變化。

儘管該工作屬于基礎型物理研究，但也具備一定應用價值。無論是在高壓下開展基于新型敏感材料的物理特性研究，亦或是開發新型超高壓傳感器，都可以借鑒本次成果。