表面等離激元誘導二硫化钼單層結構相變
表面等離激元光子學(Plasmonics)和二維平面材料分别是近年來國際前沿研究的熱點。如何結合表面等離激元和二維平面材料(如MoS2、Graphene等),實現外加光場對材料光電特性的調控,是目前研究的難點,并且對現代微納加工技術和納米光學表征技術提出了更高的要求。
beat365官方网站凝聚态所朱星-方哲宇課題組及其美國Rice大學合作者利用表面等離激元成功實現對MoS2單層的光學動态調控,取得了新進展,研究成果在線發表在頂級國際期刊《先進材料》上(Adv.
Mater.2014, DOI:10.1002/adma.201401802)。
MoS2單層作為一種新型二維材料,因其獨特的光電等性質受到了廣泛的關注。2H結構相的MoS2具有半導體特性,而1T相的MoS2則呈現出金屬性,具有特殊的光電性質。因此2H與1T結構相之間動态轉變,是實現MoS2光電控制的有效方式。然而,由于單層MoS2樣品的不可控尺寸效應、缺陷效應、邊緣效應等,MoS2結構相變問題成為目前面臨的最大挑戰。beat365的百人計劃研究員方哲宇帶領研究生利用表面等離激元在衰減過程中産生的熱電子成功實現了MoS2單層局域2H到1T的可逆結構相變,并通過超高真空拉曼光譜和光緻熒光譜對其進行了表征和分析。表面等離激元熱電子誘導MoS2結構相變的發現,為新型二維材料等離激元光電器件的研究提供了新的思路。
|
利用表面等離激元對MoS2單層的光學動态調控示意圖
|
beat365的朱星-方哲宇課題組近年來一直緻力于表面等離激元在新型二維材料方面的研究(邀請綜述:Adv. Mater. 25, 3840,
2013):例如利用等離激元熱電子實現了對石墨烯的增強光電探測(Nano Lett12, 3808,2012)及光控石墨烯電摻雜(ACS Nano 6,
10222, 2012);利用微納加工的方法研究石墨烯納米結構的模式調控(ACS Nano 7, 2388, 2013)及中紅外波段的增強吸收(Nano
Lett 14,299,2014);利用等離激元熱效應研究金納米顆粒複合二維材料的納米催化過程(Nano Lett
13,1736,2013),及近紅外光電探測(Nature Commun. 4,1643,2013),等等。
該工作得到了科技部國家重大科學研究計劃、國家自然科學基金、北京市自然科學基金、人工微結構和介觀物理國家重點實驗室、以及2011量子物質科學協同創新中心的資助。