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采用MoWS?/rGO纳米复合可饱和吸收器的可调谐被动调Q掺镱光纤激光器
摘要： 我们展示了一种采用MoWS2/rGO纳米复合材料作为被动可饱和吸收体的可调谐Q开关掺镱光纤激光器(YDFL)。通过水热剥离技术合成了钨摩尔比例x为0.2的Mo1?xWxS2/rGO纳米片，并将其与聚乙烯醇(PVA)混合制备成基于该纳米复合材料的薄膜。将该薄膜夹在两个光纤插芯之间构成可饱和吸收体(SA)。实验表明，这种MoWS2/rGO-PVA薄膜SA具有快速弛豫时间和高损伤阈值特性，可实现波长范围1028-1038nm（调谐范围10nm）的Q开关脉冲激光输出。当泵浦功率为267.4mW时，产生的Q开关脉冲具有1.22μs窄脉宽、90.4kHz重复频率、2.13nJ最高单脉冲能量及对应的0.193mW平均功率。据作者所知，这是首次利用MoWS2/rGO纳米复合材料可饱和吸收体实现1μm波段可调谐Q开关光纤激光器。
关键词： 可饱和吸收体、钼、二硫化钨、调Q光纤激光器、过渡金属二硫化物
更新于2025-11-28 14:24:03
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ZrS2的非线性光学特性及其在光纤激光器中的应用
摘要： VIB族过渡金属二硫化物（TMDs）已成功用作脉冲光纤激光器的可饱和吸收体（SAs）。而IVB族TMDs在该领域的应用尚未被探索。本研究通过在D形光纤侧面沉积ZrS?纳米结构薄膜，制备了基于ZrS?的可饱和吸收体。实验测得该SA的非线性光学特性参数为：调制深度3.3%，饱和强度13.26 MW/cm2。当泵浦功率在144-479 mW范围内时，掺铒光纤（EDF）激光器配合ZrS?可实现双波长Q开关运转，脉冲宽度从10.0 μs压缩至2.3 μs，单脉冲能量达到53.0 nJ。本研究首次实现了ZrS?作为光纤激光器脉冲产生的可饱和吸收体，其双波长Q开关光纤激光器性能较二维材料同类实验更优，表明IVB族TMD材料ZrS?在非线性光学应用中具有广阔前景。
关键词： 过渡金属二硫化物、可饱和吸收体、二硫化锆
更新于2025-11-28 14:24:03
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二硫化钼钨（MoWS?）作为被动调Q铥/钬共掺光纤激光器的可饱和吸收体
摘要： 本工作提出并演示了一种采用二硫化钼钨（MoWS?）可饱和吸收体（SA）的被动调Q掺铥/钬光纤激光器（THDFL）。通过水热剥离法制备MoWS?纳米片后，将其分散于聚乙烯醇（PVA）薄膜基质中。当THDFL在最大1550 nm泵浦功率445.2 mW下实现调Q运转时，获得最大重复频率36.3 kHz、最小脉宽2.8 μs，对应脉冲能量86.4 nJ和峰值功率31.1 mW。该MoWS?调Q THDFL输出具有高达~62.2 dB的信噪比，充分表明激光器处于稳定工作状态。据我们所知，这是首次将MoWS?作为被动SA应用于2.0 μm波段THDFL的报道。所提出的激光器在生物活性2.0-2.1 μm区域具有重要医疗和传感应用价值。
关键词： 掺铥/钬光纤、过渡金属二硫化物、可饱和吸收体、调Q技术
更新于2025-11-28 14:23:57
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化学剥离的1T相过渡金属二硫化物纳米片用于透明抗菌应用
摘要： 二维过渡金属硫族化合物（TMDs）因其优异的电学性能和生物相容性等特性，在众多应用领域展现出广阔前景。值得注意的是，1T相TMDs凭借其八面体金属配位的金属性质备受关注——通过化学插层剥离过程，可实现从半导体性2H相到金属性1T相的相转变。就抗菌应用而言，1T相TMDs在细菌膜与纳米片间能实现高效电荷转移，具有显著潜力，但其生物相互作用机制尚未深入探究。为填补这一空白，本研究系统考察了二硫化钼（MoS2）、二硫化钨（WS2）和二硒化钼（MoSe2）等1T相TMDs对革兰氏阴性菌大肠杆菌的抗菌活性，发现其通过产生活性氧物种、氧化谷胱甘肽等化学功能团来降低细菌存活率。研究证实金属性1T相TMDs具有高效抗菌能力，并从导电性和化学氧化特性角度阐释了杀菌机制：电荷从细菌膜向TMDs的持续转移导致细菌结构不断破坏及细胞组分流失。此外，我们制备了含1T相TMDs的透明抗菌薄膜，其中分散固定的TMD纳米片及其基面在抗菌过程中发挥关键作用，为实际生物医学应用奠定基础。这些发现不仅揭示了1T相TMDs作为抗菌表面构建单元的巨大潜力，也为其在生物医学领域的广泛应用提供了重要依据。
关键词： 1T相、电荷转移、抗菌活性、氧化应激、过渡金属二硫化物
更新于2025-11-21 11:08:12
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胶体合成富缺陷二硒化钼纳米片实现卓越催化活性
摘要： 富含缺陷且边缘垂直排列的过渡金属二硫化物（TMD）纳米片在多种催化应用中具有显著优势。然而，通过胶体合成法制备厚度不均一且富含缺陷的纳米片一直是一项挑战。本研究报道了一种2H相二硒化钼（2H-MoSe?）纳米片的胶体合成方法，通过调节配位溶剂的用量实现厚度调控，所制纳米片具有大量缺陷和垂直排列的边缘。拉曼光谱中额外的振动模式证实了这些纳米片中硒空位缺陷位点的存在。该纳米片展现出优异的电催化析氢反应性能：在10 mA cm?2电流密度下过电位低至210-225 mV，塔菲尔斜率仅为54-68 mV/dec。此外，这些MoSe?纳米片还通过低成本简化工艺用作染料敏化太阳能电池的对电极（CE），常规可获得与铂对电极（7.84±0.10%）相当的7.02±0.18%功率转换效率。该研究为制备具有卓越催化性能的层状TMD材料提供了新型合成策略。
关键词： 对电极、过渡金属二硫化物、染料敏化太阳能电池、二硒化钼纳米片、析氢反应
更新于2025-11-19 16:56:35
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亚波长天线上的晶格岑克模式
摘要： 由过渡金属二硫化物、锗、碳化物等常见高光学损耗材料制成的孤立纳米颗粒中，其光学共振较弱，既不足以实现场增强效应，也难以与贵金属纳米颗粒中的等离子体共振相媲美。本研究提出了一种新方法，可在这类高光学损耗纳米颗粒阵列中产生强共振，并揭示了其在超薄光学元件高效光控、传感及光伏应用中的潜力。通过研究具有大介电常数虚部（LIPP）的材料，发现这些材料的纳米结构不仅能支持被称为泽尼克波的表面模式，还能支持亚波长颗粒上的局域模式。该方法无需借助等离子体或高折射率材料，即可激发强局域化纳米颗粒共振。将LIPP颗粒排列成周期性阵列至关重要，由此产生的集体阵列共振比单颗粒共振强得多。这种集体晶格共振可通过主要由阵列周期决定的波长激发，从而在不受颗粒介电常数、尺寸或形状限制的情况下，轻松实现宽光谱范围内的灵活调控。
关键词： 过渡金属二硫化物，晶格共振，Kerker效应，二硒化钼，定向散射，纳米粒子阵列
更新于2025-09-23 15:23:52
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横向过渡金属二硫化物异质结构的生长序依赖性应变变化
摘要： 理解横向异质结构过渡金属二硫化物（hTMD）的异质结对于利用单个TMD的综合光电特性实现多种应用至关重要，但晶格失配与衬底相互作用的混杂效应阻碍了相关研究。本研究系统考察了化学气相沉积法制备的由二硫化钼（MoS2）和二硒化钼（MoSe2）构成的横向hTMD中的应变现象。通过对比受控生长顺序获得的同源TMD与hTMD，发现光致发光行为随衬底相互作用和相对晶格失配呈现系统性变化。在异质结附近，具有较大晶格常数（a）的TMD因晶格诱导应变呈现光致发光（PL）红移，而较小a的TMD则呈现相反趋势。这些效应会通过衬底相互作用产生的拉伸应变以叠加或倍增方式增强。此外，PL对比表明：从核心边缘生长的壳层区域表现出较弱的衬底相互作用，这与独立生长于壳层上的壳层区域形成鲜明对比。本研究为横向hTMD异质结提供了多应用场景下的深度认知。
关键词： 光致发光、横向异质结构、应变、过渡金属二硫化物、化学气相沉积
更新于2025-09-23 15:23:52
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单层TX2/反铁磁MnO（T=Mo，W；X=S，Se）范德华异质结中的谷分裂与自旋分裂
摘要： 通过第一性原理计算系统研究了反铁磁MnO(111)衬底上单层MoS2、WS2、MoSe2和WSe2的电子结构。发现MnO堆叠会破坏时间反演对称性并导致谷极化。MoS2/MnO、WS2/MnO、MoSe2/MnO和WSe2/MnO在K点的谷分裂分别为161、193、171和125 meV，在K'点为18至253 meV。这种堆叠构型还会诱导MoS2产生p型或n型掺杂，表明通过MnO堆叠可调控异质结的电导率。此外，我们还计算了Mn终止(III)构型下WS2/MnO、MoSe2/MnO和WSe2/MnO异质结构的电子结构，发现K点自旋分裂分别为553、324和481 meV，K'点为215、9和284 meV。MnO衬底的终止面还能调控单层MoS2、WS2、MoSe2和WSe2的自旋分裂。六种可能界面构型中MoS2/MnO的K点自旋分裂范围为24至291 meV，K'点为18至253 meV。这些结果展示了一类新型异质结构，在自旋电子学和谷电子学器件中具有潜在应用价值。
关键词： 二维材料、异质结构、过渡金属二硫化物、第一性原理计算
更新于2025-09-23 15:23:52
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氧化石墨烯与过渡金属二硫化物之间的二维肖特基结：光响应特性与电催化性能
摘要： 二维石墨烯是导体而非半导体。二维过渡金属二硫化物（TMD）是半导体而非导体。制备同时兼具石墨烯与TMD优势的二维复合材料已被证明具有挑战性。本研究合成了少层厚度的二维WS?/二维GO和二维MoS?/二维GO复合材料。电子结构显示该二维复合材料中存在高含量的Mo??3d?/?和W??4f?/?低结合能态，这归因于二维复合材料表面硫原子的部分缺失以及新形成的C-W-S和C-Mo-S杂原子键。研究建立了二维GO与二维TMD（二维G-T结）之间的肖特基结并表现出显著光电响应。这两种二维复合材料的优异电催化性能源于二维TMDs与二维GO之间的二维肖特基结。二维肖特基结（二维G-T结）中的层间电子耦合激活了二维TMDs或GO二维表面上的惰性位点?；诙琖S?/二维GO的染料敏化太阳能电池（DSCs）在标准太阳光照强度（AM1.5，100 mW cm?2）下的功率转换效率达9.54%，这是无铂对电极DSCs报道的最高效率之一。最后，二维WS?/二维GO复合材料作为DSCs对电极展现出卓越稳定性。
关键词： 光响应、层间电子耦合、二维材料、电催化剂、石墨烯、过渡金属二硫化物、肖特基结
更新于2025-09-23 15:23:52
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利用高斯光束探索过渡金属二硫化物单层中的光学束流偏移
摘要： 我们采用传输矩阵法，系统研究了高斯光束反射时的古斯-汉欣(GH)位移与因伯特-费多罗夫(IF)位移。通过分析过渡金属二硫化物(TMDC)单层膜包覆的介质平板，理论探究了四种不同TMDC单层(WS2、WSe2、MoS2和MoSe2)对光束反射产生的空间与角度向GH/IF位移的潜在影响——该领域此前尚未被探索。研究发现GH/IF位移特性与入射光偏振模式直接相关：部分反射时两者位移量适中；全内反射条件下则呈现巨大的负向空间GH位移。分析表明TMDC单层的复杂表面电导率会显著改变GH/IF位移特征，导致不同TMDC材料产生差异化位移效应。我们还对比了TMDC单层膜与对应块体材料的束流位移差异。最后重点解决了GH/IF位移如何随入射光波长变化的核心问题，特别是阐明了光电导率在束流位移中的关键作用。
关键词： 光与物质相互作用，古斯-汉欣位移，表面光学，高斯光束，过渡金属二硫化物，因伯特-费多罗夫位移
更新于2025-09-23 15:23:52