自2010年以來,多種類型的二維晶體,特別是過渡金屬硫族化合物,因其多種有趣的性質(zhì),開始引起廣泛關(guān)注。在二維過渡金屬硫族化合物材料中,激子的束縛能通常高達(dá)幾百個(gè)毫電子伏特,這使得這些激子可以在室溫下保持穩(wěn)定,并對材料的光學(xué)與電學(xué)性能起到關(guān)鍵性的影響。因此,理解光生載流子動(dòng)力學(xué)過程對于二維過渡金屬硫族化合物材料的發(fā)展與應(yīng)用起到至關(guān)重要的作用。通過飛秒激光的瞬態(tài)吸收測試研究激子動(dòng)力學(xué),通常探測脈沖的波長被調(diào)制到激子共振峰,瞬態(tài)吸收受到相位-空間態(tài)填充,禁帶重整和屏蔽效應(yīng)影響。基于這些機(jī)制的瞬態(tài)吸收測試仍然存在一些局限性。針對這些局限性,本文提出了一種基于激子帶內(nèi)吸收的瞬態(tài)吸收測試方法,并以單層和體材料二硫化鎢為例,證實(shí)這種測試方法的可行性。在該方法的測試過程中,材料中的激子對探測光光子產(chǎn)生吸收躍遷至更高的能級(jí),并引起瞬態(tài)吸收信號(hào)。相較于傳統(tǒng)技術(shù),這一新技術(shù)在探測光波長選擇上的限制更少,擁有更寬的線性區(qū)間,并且與基于共振吸收的技術(shù)相比提供互補(bǔ)的信息。在對單層以及體材料二硫化鎢的測試中,研究了單層二硫化鎢激子帶間吸收的截面;比傳統(tǒng)技術(shù)更高載流子密度下的激子-激子湮滅現(xiàn)象;注入到材料中的自由載流...

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１－１．幾種二維材料近些年發(fā)表的文章數(shù)量

優(yōu)異的性能，其發(fā)現(xiàn)引起了人們對層狀材料家族研究的熱潮。二位石墨烯的發(fā)現(xiàn)??者也因此獲得了?２０１０年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。自２０１０年以后，多種二維材料被發(fā)??現(xiàn)，并且相關(guān)的研究論文數(shù)量迅速增長，圖１－１展示了幾種二維材料這些年來的研??究狀況。??、》石墨烯?咖■二硫化鎢?■?咖『....

圖１－２．具有ＭＸ２結(jié)構(gòu)的過渡金屬硫族化合物結(jié)構(gòu)圖，較大的球代表Ｍ?（Ｍｏ或Ｗ）原子，較??小的球表Ｘ?（Ｓ或Ｓｅ）原５５

１．１．２．１?簡介??具有ＭＸ２結(jié)構(gòu)的過渡金屬硫族化合物，是二維半導(dǎo)體方面研究最廣泛的材料??種類，結(jié)構(gòu)如圖１－２所示［５５］，中間夾層為過渡金屬原子，上下兩層為硫族原子。??它們擁有幾種奇異的特性，例如單層材料的能帶結(jié)構(gòu)由體材料的間接帶隙轉(zhuǎn)變?yōu)??直接帶隙；能谷選擇性光學(xué)耦合....

圖１－３．?（ａ）單層二硫化鎢的能帶結(jié)構(gòu)

帶位置不斷擴(kuò)大，即從間接帶隙轉(zhuǎn)變?yōu)橹苯訋叮郏担罚荨Ｒ虼水?dāng)二硫化鎢由體材料轉(zhuǎn)??變?yōu)閱螌訒r(shí)，其半導(dǎo)體特性會(huì)發(fā)生顯著改變，即由體材的間接帶隙半導(dǎo)體（約１．３??ｅＶ）轉(zhuǎn)變?yōu)閱螌拥闹苯訋栋雽?dǎo)體（約２．１?ｅＶ）?［５８，?５９］，如圖１－３所示［５９］。而且??正是這種帶隙結(jié)構(gòu)的變....

圖１－４．?（ａ）化學(xué)沉積法制備二硫化鎢薄膜的模型圖

一層金屬鎢薄膜，然后在ＣＶＤ管式爐中進(jìn)行硫化，以此合成二硫化鎢薄膜的方法??［７０，?７１］。??一步反應(yīng)法常見的實(shí)驗(yàn)裝置如圖１－４所示［６７］，低熔點(diǎn)的硫粉置于上游低溫區(qū)，??在反應(yīng)腔前端放置前驅(qū)體如三氧化鎢，將二氧化硅－硅襯底置于前軀體的下游。在??載氣的作用下，低溫區(qū)揮發(fā)的....

本文編號(hào)：3942966