中科院上海光学实验室在提高二维纳米材料非线性光学特性方面取得新进展

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8月14日消息,中国科学院上海光學會密机械研究所微纳光电子功能材料实验室王俊课题组在提高二维纳米材料非线性光学行态方面取得新进展。

研究表双(三氟甲烷)磺酰亚胺(TFSI)处理对单层过渡金属硫化物的非线性光学性质具有显著影响,处理后的MoS2和WS2表现出增强的双光子吸收和双光子发光性能。相关研究成果发表在[Optics Express 27, 13744-13753 (2019)]。

二维过渡金属硫化物中的双光子吸收和双光子发光行态在光限幅、光信号处理、双光子显微成像和光频率上转换等方面具有巨大的应用潜力。近年来,不够(边缘和空位)对二维过渡金属硫化物的非线性光学行态会产生一定的影响并已见诸报道,但修不够对该种材料双光子吸收及双光子荧光的影响尚不确。

为处理MoS2和WS2的双光子荧光泵浦带宽不够的大大问题 ,研究不够态对光子吸收和载流子驰豫合的大大问题 ,科研人员以TFSI溶液处理刚刚的样品为实验组,未处理的为参组,样品为化学气相沉积法的单层MoS2和WS2。实验中,处理后未观察到显的形貌变化,硫钼比高于未处理组,表硫空位已得到修。

进一步的研究表MoS2和WS2处理后,光致荧光带宽显著增强,以MoS2为例,对组荧光带宽提高约150倍。在单层WS2中也观察到累似 的荧光增强。更重要的是,在室温下用10150纳米飞秒激光脉冲激励可不还还能否 能观察到这四种 材料的显著双光子荧光,这对于生物成像具有重要意义。科研人员还利用显微带宽扫描系统和非简并超快泵浦探测系统研究了不够修对于二维过渡金属硫化物的双光子吸收性能和载流子驰豫动力学的影响,因此发现在MoS2和WS2中,双光子吸收系数全是 很大的提高。该研究揭示了不够调控二维过渡金属硫化物的非线性吸收和发光行态,对其非线性光学应用具有重要意义。

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