北航beat365英国官网网站和北航-伍倫貢聯合研究中心的表面物理與量子物質團隊，與大連理工大學的趙紀軍團隊，以及中科院高能物理研究所的王嘉鷗團隊合作，在新型二維錫烯的制備、晶體結構、聲子結構及電子結構研究方面取得重要進展。利用分子束外延生長成功制備出了具有翹曲結構的單層錫烯，結合第一原理計算，細緻研究了錫原子在Au(111)單晶上“合金化-去合金化”的結構演變，并首次深入研究了晶格内應力對二維錫烯的聲子振動模式的調制。相關研究成果與3月18日在線發表在《The Journal of Physical Chemistry Letters》雜志上（DOI:10.1021/acs.jpclett.9b00348）。

錫烯（stanene）是一種理想的大能隙二維拓撲絕緣體，有望實現室溫量子自旋霍爾效應，在自旋電子學器件應用方面具有重大的意義。經過最近兩年的反複嘗試摸索，聯合團隊利用低溫分子束外延技術成功在Au(111)單晶上制備出具有超晶格結構的單層錫烯“R3×R7-stanene”（圖a,b）。有趣的是，在二維錫烯形成之前，由于錫原子先與襯底上的金原子的相互作用，随覆蓋率增加依次形成2×2（SnAu₃）與（R3×R3）R30°（SnAu₂）兩個二維結構相。最後經去合金化的轉變才出現了具有複雜衍射斑點的R3×R7stanene（圖d,e）。掃描隧道譜（STS）顯示去合金化的二維錫烯仍具有一定金屬性的電子結構（圖c）。通過和合金相的拉曼光譜結果對比，錫烯獨有的面内E_2g和面外oTO振動模式（圖f）充分表明了其二維特性。結合第一原理計算的原子模型（圖g）還發現R3×R7stanene超晶格較好的對應于1×2非支撐（FS）stanene。翹曲結構和與襯底的相互作用導緻了晶格中高達8.73%的張應力。在此巨大張應力的作用下，相對于FSstanene，R3×R7stanene的E_2g振動峰顯著紅移（圖i），對應其中電子-聲子耦合（EPC）強度的顯著增強。因此，本工作明确了可以通過應力調制stanene的振動模式、EPC強度和電子結構，這為stanene在自旋電子器件等領域的應用提供了可能的調控途徑。

本工作第一作者為北航-伍倫貢“聯合培養雙博士學位項目”博士生劉娅妮，北航-伍倫貢大學聯合研究中心自2014年成立以來，在中澳兩校大力支持及師生的共同努力下合作成果豐碩。其中“聯合培養雙博士學位項目”為高素質人才培養提供了難得的機會和廣闊的平台，未來兩校會繼續在此基礎上聯培博士研究生并展開更廣泛的科研交流。

圖注：a與b,二維錫烯的大尺度及原子尺度形貌圖；c,STS譜；d與e,錫實驗及模拟LEED圖；f,Raman譜；g,原子結構模型；h,電荷差分密度圖；i,振動态密度圖。