01商量布景

二维材料（2D materials, 2DM）过头异质结构，由于通过静电门控和范德华（vdW）堆叠所展现的显耀可调性，成为了一类具有变革性的材料，有可能揭示新的物理和器件利用。尽管静电门控是调控2DM的一种纯熟期间，但在探索2DM物理特点和先进的量子器件期间方面，终了对界面特点的及时适度仍然具有挑战性。最近，基于扫描显微镜的挨次被提倡，好像同期适度曲解角度和进行刚直光谱学商量，这记号着一个显耀的期间杰出。但是，这种挨次需要高度专科化且不菲的配置，以及惟一少数实验室具备的专科学问，这端正了其提升性。这些局限性标明，需要一种通用的挨次在器件级别主宰vdW异质结构中的堆叠。

02商量落幕

近日，好意思国加利福尼亚大学Yuan Cao、哈佛大学Amir Yacoby及Eric Mazur联结报说念了一种使用微机电系统（MEMS）的具有原位可调界面特点的2DM片上平台。该平台由紧凑且经济高效的配置构成，好像对2DM进行精准的电压适度，包括接近、扭转和加压等操作。通过在曲解六方氮化硼（h-BN）的非线性光学磁化率中创建合成拓扑奇点（如merons），展示了这项期间。该期间的一个关节利用是开荒具有及时和宽鸿沟可调偏振的集成光源。此外，还预测了一种量子访佛物，好像产生具有可调纠缠特点的纠缠光子对。这项使命不仅膨大了现存期间在主宰低维量子材料方面的才气，并且为开荒新式的搀和二维和三维配置铺平了说念路，在凝合态物理、量子光学及有关鸿沟具有宏大的利用后劲。有关商量使命以“On-chip multi-degree-of-freedom control of two-dimensional materials”为题发表在海外顶级期刊《Nature》上。

03商量施行

商量者蓄意并终明晰一个基于微机电系统（MEMS）的片上平台，名为基于MEMS的2D材料通用运行平台（MEGA2D）。MEGA2D提供了一种前所未有的生动性和准确性，用于对2DM进行通用操作。不仅兴隆了对2DM堆叠的原位适度需求，还为凝合态物理、光学等鸿沟的商量提供了无数契机。MEGA2D使2D异质结构中的堆叠在便利性、可膨大性和更昔时的商量社区的可拜谒性方面，与静电门控特殊。此外，它还具有兼容性，不错纵情集成到任何现存的输送和光学测量系统中。

图1. 一个用于曲解2D材料的片上MEMS平台MEGA2D

图2. 用MEGA2D调谐的曲解h-BN的非线性光学探伤和拉曼光谱

图3. 曲解h-BN非线性极化率中合成梅隆的实验终了

图4. MEGA2D可调经典和量子光源

04论断与瞻望

要而论之，MEGA2D的先进才气将极地面股东对堆叠2DM丰富相空间的潜入探索，并加快其在多种利用鸿沟的开荒。本商量所决策的非线性光学不仅适用于曲解的六方氮化硼等2DM，雷同也适用于其它C3单晶薄膜。基于MEMS的期间也不错与光学超材料集成，并终了主宰光子和商量光与物资相互作用的新挨次。