研究目的
研究通过飞秒脉冲激光沉积法制备的原子级薄Yb3?掺杂MoS?的结构、光谱及激子动力学特性，用于光电器件应用。
研究成果
该研究成功利用飞秒脉冲激光沉积法实现了掺镱MoS2薄膜的大面积制备，并通过多种光谱技术证实了Yb3+离子的掺杂存在。由于掺杂剂-基质结构的电荷转移作用，这些薄膜展现出室温光致发光特性及改良的可饱和吸收性能。该成果为设计新型稀土离子掺杂二维材料及器件提供了重要参考。
研究不足
该研究受限于飞秒脉冲激光沉积（fs-PLD）的随机特性，这可能影响薄膜中扩展的二维有序性。此外，对低维掺杂Yb3?薄膜的密度泛函理论（DFT）表征并非易事，需要进一步阐释。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用飞秒脉冲激光沉积法（fs-PLD）在石英玻璃基底上制备掺镱（Yb3?）二硫化钼（MoS?）薄膜。通过光致发光光谱（PL）、X射线光电子能谱（XPS）、拉曼光谱及超快瞬态非线性光学光谱对样品进行结构、光谱及激子动力学表征。
2：样品选择与数据来源：
样品为沉积在石英基底上的未掺杂与Yb3?掺杂MoS?薄膜，数据采集自PL、XPS、拉曼光谱及超快瞬态吸收测量。
3：实验设备与材料清单：
沉积使用波长800 nm、脉宽100 fs、重复频率1 kHz的飞秒激光器。表征设备包括雷尼绍拉曼inVia显微镜、FEI Tecnai FT 20场发射电镜、珀金埃尔默紫外-可见-近红外分光光度计及SPECS系统XPS仪。
4：实验流程与操作步骤：
薄膜在氩气正压（10?3 Torr）环境下、基底加热至500°C条件下沉积，沉积后采用上述技术进行表征。
5：数据分析方法：
数据分析包含使用Casa XPS软件进行曲线拟合、瞬态吸收数据全局拟合及DFT计算相稳定性分析。
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FEI Tecnai FT 20 Field Emission microscope
Tecnai FT 20
FEI
TEM analysis of Yb3+-doped MoS2 thin films.
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Renishaw
Characterization of undoped and Yb3+-doped MoS2 thin films using Raman spectroscopy.
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XR50
SPECS
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