- 标题
- 摘要
- 关键词
- 实验方案
- 产品
-
通过荧光寿命成像测量揭示单层和多层WSe?中激子动力学的层依赖特征
摘要： 二维（2D）过渡金属硫族化合物（TMD）材料因其卓越的电子和光学特性引起了显著关注。然而，关于其复杂激子特性及预期会影响光电器件性能的激子动力学过程，目前知之甚少。荧光过程能很好地揭示激发后激子跃迁的过程。本研究首次通过荧光寿命成像显微镜（FLIM）探究了室温下层状WSe?中层依赖的激子动力学特性。本文重点研究两种主要激子类型：直接跃迁中性激子和三激子。与中性激子寿命（四层内<0.3纳秒）相比，三激子具有更长寿命（四层内约6.6纳秒），且随层数增加而延长。我们将较长寿命归因于较厚WSe?中三激子数量增加及其构型多样性。此外，当WSe?薄片从单层增至四层时，整体平均寿命增幅超过10%。本研究提供了一种新颖的可调控层依赖方法来控制激子动力学过程，并发现了室温下三激子相对较长的跃迁寿命，为未来研究基于TMD的光电器件中的电荷传输奠定了基础。
关键词： 二维（2D）二硒化钨（WSe2）、荧光寿命、荧光寿命成像显微镜（FLIM）、激子动力学、密度泛函理论（DFT）
更新于2025-09-23 15:19:57
-
[2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 实现单晶金刚石中色心与二维材料的耦合
摘要： 金刚石中的单个氮空位（NV）色心是明亮、光稳定且原子尺度的偶极发射体[1]。因此，它们成为新型扫描近场显微技术的理想候选者[2]。在此，NV色心构成了福斯特共振能量转移（FRET）对中的一方。凭借其宽带发射特性（>100纳米），NV色心可作为向近红外光谱范围吸收体系的通用供体。极具前景的应用包括：荧光分子或石墨烯等纳米材料的纳米级成像[2]。FRET的关键参数包括NV色心的量子效率、电荷态稳定性及NV-样品间距。先前实验采用纳米金刚石中的NV色心进行FRET[2]，但这些NV色心可能存在猝灭、不稳定及表面终止控制不佳的问题。我们通过使用优化圆柱纳米结构中浅植入的NV色心来解决该问题[3]，这些结构作为扫描探针应用于我们自主研发的共聚焦与原子力显微镜组合系统中。近年来，二维材料（尤其是半导体单层材料）成为研究热点。特别是二硫化物（如二硒化钨WSe2）是多种应用的有力候选者[4]。WSe2在700纳米以下波长吸收光子，同时在约750纳米波长发射光子[4]，这使其成为NV色心的理想FRET配对伙伴。本文首次展示了单晶金刚石中NV色心与WSe2相互作用的实验结果。我们设想利用NV色心作为FRET供体在接近二维材料时发生的猝灭现象，将其开发为有价值的传感资源。
关键词： 福斯特共振能量转移（FRET）、二硒化钨（WSe2）、氮空位（NV）色心、金刚石、二维材料
更新于2025-09-11 14:15:04
-
卤化物辅助气相合成的单层二硒化钨中的量子多体相互作用及其在低界面陷阱密度高响应度光电探测器中的应用
摘要： 在二维过渡金属二硫化物中，单层二硒化钨（1L WSe2）因其直接带隙和可调的电荷传输特性，近年来备受关注，使其在多种电子和光电子应用中极具潜力。通过化学气相沉积（CVD）实现1L WSe2的可控高效合成通常具有挑战性，因为需要高温才能从氧化物前驱体中产生稳定的钨原子蒸汽流。本研究采用氯化钠辅助的低压卤化物CVD方法，将生长温度降至约750°C，低于传统CVD实现1L WSe2所需的典型温度。此外，我们通过分析温度依赖的光致发光光谱，实验探究了1L WSe2中由激子、三子和其它局域态引起的量子多体相互作用——这些相互作用主导着1L WSe2在器件平台中的本征电子和光电子特性。金属-二维半导体界面的作用对实现高性能器件也至关重要。本研究采用铝接触制备了基于1L WSe2的光电探测器，展现出高光电响应度，且计算得出Al/WSe2结的界面态密度Dit为迄今报道的最低值（约3.45×1012 cm?2 eV?1）。我们的工作证明了WSe2通过可扩展合成路线，在先进电子、光电子及量子光电子器件领域具有巨大潜力。
关键词： 过渡金属二硫化物、光电探测器、二硒化钨（WSe2）、二维材料、量子多体相互作用、界面态密度、化学气相沉积（CVD）
更新于2025-09-11 14:15:04