报告题目：新型二维材料硅烯的原子结构及其Dirac型电子态研究

报告时间：4月18日（周一）下午4:00

报告地点：物理学院新楼五楼多功能厅

报告摘要：“硅烯”是继石墨烯之后，第二个由单元素所形成的二维材料，是由纯硅单原子层形成的二维蜂窝状结构。硅是现代半导体工业的基石，人类文明经历了石器时代、铁器时代，当今正处于硅时代。关于硅人们自然已经研究得非常透彻，无论是自然界还是人工合成，硅材料的基本结构是sp3杂化的硅原子形成的金刚石晶格结构，这与化学元素周期表中同族的碳原子易于形成sp2杂化的层状石墨结构非常不同。究其原因，是因为硅原子成键的间距较大，难以形成sp2杂化的pi电子交叠。但意外的是，几年前理论学者提出硅也有可能以sp2/sp3混合杂化的方式，形成具有一定翘曲的单原子层蜂窝结构，并命名为“硅烯”。更为重要的是，硅烯并不仅仅是一个单原子层的结构，它具备和石墨烯类似的Dirac(狄拉克)型电子态，而且由于硅的自旋轨道耦合更强，能够在能带中打开更大的能隙，是一种有潜力的二维拓扑绝缘体。在这种最基本而且研究得最透彻的材料硅中发现这种意外的结构形式，使人们有可能将一些最新的物理概念和量子效应(例如Dirac电子态、二维拓扑绝缘体、自旋电子学)引入到硅工业中，其重要性不言而喻。在2012年，我们率先在实验上成功获得了硅烯。 在此基础上，我们和合作者利用扫描隧道显微镜（STM）结合第一性原理的量子力学计算，对银表面的硅烯原子结构和电子结构做了系统的研究。在此表面上，硅烯表现出多种不同的结构相，而这些相的具体的原子结构和形成机理尚未得到全部理解。除了单层的硅烯薄膜，我们还研究了衍生系统，包括双层和多层硅烯，以及氢化硅烯等。最近甚至已经有人演示了基于硅烯的二维器件的原型，这是凝聚态物理和材料学的一个非常有趣的前沿领域。

报告人简介：陈建，2007年本科毕业于武汉大学物理科学与技术学院，2013年博士毕业于中科院武汉物理与数学研究所，之后在中科院物理研究所表面物理国家重点实验室从事博士后研究工作。主要研究工作是使用分子束外延生长方式制备新型二维材料（硅烯、锗烯、硼烯）以及其他量子功能材料，并利用STM等表面表征手段研究其原子结构及电子结构等。迄今已发表SCI学术论文10余篇。

邀请人：徐红星教授