近日,我校紫外光发射材料与技术教育部重点实验室在二维半导体超快载流子动力学研究领域取得重要进展。

  二维过渡金属硫属化合物(TMDs)因其具有相对较宽的直接带隙、强的自旋轨道耦合,以及大的激子结合能,逐渐成长为微纳光电子器件研究领域中一个重要的材料体系。近期,实验室徐海阳教授/刘为振副教授团队联合国家纳米科学中心刘新风课题组利用飞秒瞬态吸收(Femtosecond transient absorption)技术在单层二硫化钼(MoS2)中首次观测到缓慢的C激子弛豫过程,并证实了其是由能谷间载流子转移散射引起的。该研究工作为二维半导体中C激子的超快动力学行为提供了更深刻的理解,相关结果发表在国际著名光学类期刊Laser & Photonics Reviews, 2019, 13, 1800270,并Materials Views作为研究亮点进行报道(链接:https://www.materialsviewschina.com/2019/04/35744/)。

图1:瞬态吸收机理图和能谷间载流子转移过程模型

   此外,实验室近期在多层WS2荧光效率提升方面也取得进展,提出了热驱动的能谷间载流子转移模型,并在740 K高温环境下获得了~300倍的显著荧光增强。该结果不仅为有效提升多层TMDs发光性能提供了一种新思路,而且丰富了对二维TMDs体系载流子调控的理解和认知,相关结果发表在RSC旗下纳米领域的旗舰期刊Nanoscale Horizons:2018, 3, 598,并被选为封面文章重点介绍。

图2:多层WS2温度依赖的光致发光光谱(杂志封面)