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上海光機所在PtSe2半導體向半金屬轉變的層數依賴特性研究方面取得重要進展

来源: 发布时间:2019-08-20 16:15:00

  近期,上海光机所微納光電子功能材料實驗室王俊研究员课题组在二硒化铂(PtSe2)超快载流子动力学及其半导体向半金属转变的层数依赖特性研究方面取得进展,为过渡金属硫化物的非线性光学性质研究、以及在光子学方面的应用提供了理论和实验指导。相关研究成果作为当期内封面文章发表在[Laser & Photonics Reviews 13, 8, (2019)]期刊上。

  作爲過渡金屬硫化物的一員,層狀PtSe2具有隨厚度增加發生半導體到半金屬的層依賴性轉變的特性。然而,確切的轉變層數仍存在爭議,這將對某些關鍵應用,例如同質互連電子電路,造成障礙。研究小組利用非線性光學和超快載流子動力學技術研究了PtSe2由半導體向半金屬轉變的層數依賴特性。在1040nm飛秒光激發下,當PtSe2的層數從4層增加到55層時,非線性光學響應由雙光子吸收轉變爲飽和吸收,表明其帶隙不斷減小。同時從載流子動力學測量結果中可以發現,隨著PtSe2厚度的增加,弛豫時間從幾百皮秒(4層)急劇下降到幾皮秒(55層),帶間複合過程消失,表明厚層PtSe2帶隙消失並轉變爲半金屬。除此之外電學測量和第一性原理能帶計算的結果與實驗現象吻合較好,進一步了驗證了上述結論。該研究表明PtSe2層狀材料在紅外探測器、光開關、可飽和吸收材料等光學納米器件具有應用前景。

  相关工作得到了国家自然科学基金委、中国科学院,及上海市科委的支持。(微納光電子功能材料實驗室供稿)

  原文鏈接

 

图1 PtSe2半導體向半金屬轉變過程

图2 杂志内封面

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