在二維材料中,電子的行為被束縛在二維平面內(nèi),因而描述電子行為的波函數(shù)將發(fā)生變化。當(dāng)材料的厚度減小到和激子玻爾半徑相當(dāng)時,量子限域效應(yīng)將導(dǎo)致其準(zhǔn)連續(xù)的電子能帶變?yōu)榉至⒌哪芗?并且減弱的靜電屏蔽作用將導(dǎo)致激子通過庫倫作用更牢固的束縛。這些效應(yīng)會導(dǎo)致二維材料與其相應(yīng)塊體表現(xiàn)出差異性的光物理現(xiàn)象。由于原子量級厚度,光與物質(zhì)的強相互作用引發(fā)獨特的非線性光學(xué)性質(zhì),如諧波產(chǎn)生、非線性折射、多光子吸收等,獨特的電子能帶結(jié)構(gòu)導(dǎo)致如“聲子瓶頸”效應(yīng)、載流子倍增效應(yīng),為開發(fā)高性能光電子器件奠定基礎(chǔ)。載流子的動力學(xué)過程可以由自身的尺寸效應(yīng)、溫度、外部電磁場或偏壓、異質(zhì)結(jié)界面處電荷轉(zhuǎn)移等手段加以調(diào)控。二維材料獨特的載流子行為和豐富的調(diào)控手段使其在光電子器件,尤其在微納器件中表現(xiàn)出極大的應(yīng)用潛力。得益于石墨烯的寬帶非線性吸收和超快載流子動力學(xué)特性,構(gòu)建了寬帶飽和吸收體和超快光調(diào)制器;由于可調(diào)的直接帶隙結(jié)構(gòu),面內(nèi)各向異性和超高的載流子遷移率,高性能的黑磷光電探測器得以實現(xiàn);由于靜電屏蔽作用減弱,強的庫倫相互作用使得激子緊束縛,引發(fā)了過渡金屬硫化物(TMDs)中復(fù)雜的多體發(fā)光效應(yīng);由于超長的載流子壽命、擴散長度和較低...

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的背景與意義
    1.2 三階非線性及其應(yīng)用
    1.3 載流子動力學(xué)及光譜表征技術(shù)
第2章 儀器及實驗技術(shù)介紹
    2.1 飛秒激光的產(chǎn)生和頻率轉(zhuǎn)換技術(shù)
        2.1.1 飛秒激光產(chǎn)生和放大
        2.1.2 非線性頻率轉(zhuǎn)換
    2.2 瞬態(tài)吸收光譜技術(shù)
    2.3 Z-scan技術(shù)
    2.4 本章小結(jié)
第3章 二維類黑磷SnS三階非線性與載流子動力學(xué)研究
    3.1 二維類黑磷SnS介紹
    3.2 SnS納米片的制備與形貌表征
    3.3 SnS納米片非線性吸收特性研究
    3.4 SnS納米片載流子動力學(xué)研究
    3.5 本章小結(jié)
第4章 尺寸效應(yīng)對二維SnS非線性與載流子動力學(xué)影響
    4.1 載流子動力學(xué)調(diào)控
    4.2 不同層數(shù)SnS納米片形貌表征
    4.3 SnS納米片的線性和非線性參數(shù)
    4.4 載流子動力學(xué)變化
    4.5 本章小結(jié)
第5章 基于Sn S& CAS非線性效應(yīng)的光學(xué)非對易傳輸特性研究
    5.1 光子二極管
    5.2 非對易光傳輸模擬結(jié)果
    5.3 反飽和吸收層
    5.4 非對易光傳輸實驗結(jié)果
    5.5 本章小結(jié)
第6章 二維MXene表面等離激元動力學(xué)特性研究
    6.1 二維MXene簡介
    6.2 形貌表征與結(jié)構(gòu)模型
    6.3 穩(wěn)態(tài)光學(xué)響應(yīng)
    6.4 瞬態(tài)吸收實驗結(jié)果
        6.4.1 帶間載流子動力學(xué)
        6.4.2 橫向SP模式超快動力學(xué)
        6.4.3 縱向SP模式動力學(xué)
    6.5 本章小結(jié)
第7章 總結(jié)和展望
參考文獻
指導(dǎo)教師對研究生學(xué)位論文的學(xué)術(shù)評語
答辯委員會決議書
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表論文與其他成果
致謝



本文編號：3794033