图 | “压强工程”：用金刚石对顶砧对二维异质结层间距离及激子行为实现高效调控（来源：受访者）

在光电器件以及高压传感器方面具有独特潜力

由于 “层内共价键 - 层间范德华作用” 的结构特性、及其多样化的能带匹配和层间耦合作用等特点，二维范德瓦尔斯异质结构可表现出丰富的光学、电学和光电特性，在制备新型光子器件、电子器件和光电器件上具有独特潜力。

尤其是具有强层间耦合作用的二维范德瓦尔斯异质结，其层间激子行为非常显著，在信息器件领域的应用前景更佳。

但是，二维范德瓦尔斯异质结的层间激子，对于层间距离十分敏感。因此，利用压强等外界调控手段，

来改变二维范德瓦尔斯异质结的间距离，可实现对层间激子及相关物理特性的高效调控。

图 | 金刚石对顶砧 （DAC） 调控二维异质结独特层间距及层间耦合作用示意图（来源：受访者）

基于此，在获得层间强耦合 WSe2-MoSe2 二维范德瓦尔斯异质结的基础上，利用其层间距离、可被外界压强高效调控的特点，夏娟采用 DAC 装置顺利实现了高压下微观结构和物理特性的原位调控。

此外在实验中，她还观察到了这类二维异质结的层间激子行为，在一万个大气压 （1 GPa） 周围发生的明显变化，

在理论计算该二维异质结、在不同压强下的电子能带结构之后，她成功解释了这一独特的突变现象。

图 | 本工作所使用的层间强耦合二维异质结 WSe2-MoSe2 的形貌、结构，及其强耦合特性带来的独特激子行为（来源：受访者）

事实上，以过渡金属硫化物 （TMDC） 为代表的二维层状半导体材料，由于其独特的微观结构、以及优异的物理化学性质，如原子级厚度、理想的禁带宽度、高电子迁移率等，已经在光电传感、自旋 - 谷电子器件、场效应晶体管等电子及光电子领域引起全世界的研究热潮。

值得一提的是，

层间范德瓦耳斯相互作用，是二维材料和其异质结所具有的独特性质，通过对其进行高效地调控，便可大幅度改变二维材料的物理特性。

在近几年的研究中，夏娟通过堆垛、压强和应力等手段，实现了对于二维 TMDC 层间耦合作用的高效调控，也实现了与之相关的结构、光学和光电等物理特性的高效调控。

具体而言，她利用仅具有不同堆垛方式、但相同厚度的同一种材料，来设计并制备出一些纳米电学和纳米光电器件，这能给未来基于这类新型材料的超快、超薄、超平器件的实现提供一些理论和实验依据。

同时，利用 DAC 技术提供的超高压强，实现了对二维异质结中层间耦合作用的高效调控，而这能推动基于这类二维范德瓦尔斯异质结的新型激子型器件研究，也可为新型信息器件的探索和应用提供新思路。

尽管该工作属于基础型物理研究，但也具备一定应用价值。无论是在高压下开展基于新型敏感材料的物理特性研究，亦或是开发新型超高压传感器，都可以借鉴本次成果。

此外，对于推动中国深地深海探测技术进步，加速页岩气等现代能源产业的发展，本次研究也具备相应的科学意义和应用价值。

“请将每天用到极致，无论学习还是玩耍”

截至目前，夏娟已荣获 2017 年度中国优秀自费留学生奖、2018 年度南洋理工大学女科学家奖等奖项， 2018 年入选电子科技大学 “百人计划”。并于去年入选 “2020 中国十大新锐科技人物”

图 | 夏娟采访诺奖得主（来源：受访者）

目前，她还担任

Chinese Physics Letters（CPL）

、

Chinese Physics B（CPB）

、

《物理学报》

和

《物理》

四刊联合青年编委。

图 | 夏娟参加活动（来源：受访者）

2018 年频上热搜之后，她坦言：“除了感慨当今自媒体的速度和流量，以及面对一些恶言相向的质疑之外，（但）更多的是感受到了来自整个社会的关心”。

面对质疑，她在回复同学的信件中表示：“爷爷是我没敢在文章里提到的人，但却是我对这个世界开启求知和好奇的启蒙人。高考的前一个月，我得知了爷爷去世的消息，紧接着的那一次高考模拟测试排名下滑至三十名开外，老师和家人也开始为我担忧，但还是变着法儿地鼓励我去够那个清北梦...... 最后发现分数可以上川大的时候，他们（夏娟父母和哥哥）笑着笑着就哭了，哭完了继续笑，然后拥抱，庆祝......”

文章来源：《电子科技大学学报》 网址: http://www.dzkjdxxbzz.cn/zonghexinwen/2021/1201/588.html