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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點，為把我國建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，率先實現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設(shè)國際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

首頁 > 科研進(jìn)展

上海光機(jī)所在PtSe₂半導(dǎo)體向半金屬轉(zhuǎn)變的層數(shù)依賴特性研究中獲進(jìn)展

2019-08-21 上海光學(xué)精密機(jī)械研究所

【字體：大中小】

語音播報

　　近期，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所微納光電子功能材料實驗室研究員王俊課題組在二硒化鉑（PtSe₂）超快載流子動力學(xué)及其半導(dǎo)體向半金屬轉(zhuǎn)變的層數(shù)依賴特性研究方面取得進(jìn)展，為過渡金屬硫化物的非線性光學(xué)性質(zhì)研究以及在光子學(xué)方面的應(yīng)用提供了理論和實驗指導(dǎo)。相關(guān)研究成果作為當(dāng)期內(nèi)封面文章發(fā)表在Laser & Photonics Review [13, 8, (2019)]期刊上。

　　作為過渡金屬硫化物的一員，層狀PtSe₂具有隨厚度增加發(fā)生半導(dǎo)體到半金屬的層依賴性轉(zhuǎn)變的特性。然而，確切的轉(zhuǎn)變層數(shù)仍存在爭議，這將對某些關(guān)鍵應(yīng)用，例如同質(zhì)互連電子電路，造成障礙。研究小組利用非線性光學(xué)和超快載流子動力學(xué)技術(shù)研究了PtSe₂由半導(dǎo)體向半金屬轉(zhuǎn)變的層數(shù)依賴特性。在1040nm飛秒光激發(fā)下，當(dāng)PtSe₂的層數(shù)從4層增加到55層時，非線性光學(xué)響應(yīng)由雙光子吸收轉(zhuǎn)變?yōu)轱柡臀眨砻髌鋷恫粩鄿p小。同時從載流子動力學(xué)測量結(jié)果中可以發(fā)現(xiàn)，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），帶間復(fù)合過程消失，表明厚層PtSe₂帶隙消失并轉(zhuǎn)變?yōu)榘虢饘?。除此之外電學(xué)測量和第一性原理能帶計算的結(jié)果與實驗現(xiàn)象吻合較好，進(jìn)一步驗證了上述結(jié)論。該研究表明PtSe₂層狀材料在紅外探測器、光開關(guān)、可飽和吸收材料等光學(xué)納米器件中具有應(yīng)用前景。

　　相關(guān)工作得到國家自然科學(xué)基金委、中科院及上海市科委的支持。

　　論文鏈接

圖1 PtSe₂半導(dǎo)體向半金屬轉(zhuǎn)變過程

圖2 雜志內(nèi)封面

　　近期，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所微納光電子功能材料實驗室研究員王俊課題組在二硒化鉑（PtSe2）超快載流子動力學(xué)及其半導(dǎo)體向半金屬轉(zhuǎn)變的層數(shù)依賴特性研究方面取得進(jìn)展，為過渡金屬硫化物的非線性光學(xué)性質(zhì)研究以及在光子學(xué)方面的應(yīng)用提供了理論和實驗指導(dǎo)。相關(guān)研究成果作為當(dāng)期內(nèi)封面文章發(fā)表在Laser & Photonics Review [13, 8, (2019)]期刊上。
　　作為過渡金屬硫化物的一員，層狀PtSe2具有隨厚度增加發(fā)生半導(dǎo)體到半金屬的層依賴性轉(zhuǎn)變的特性。然而，確切的轉(zhuǎn)變層數(shù)仍存在爭議，這將對某些關(guān)鍵應(yīng)用，例如同質(zhì)互連電子電路，造成障礙。研究小組利用非線性光學(xué)和超快載流子動力學(xué)技術(shù)研究了PtSe2由半導(dǎo)體向半金屬轉(zhuǎn)變的層數(shù)依賴特性。在1040nm飛秒光激發(fā)下，當(dāng)PtSe2的層數(shù)從4層增加到55層時，非線性光學(xué)響應(yīng)由雙光子吸收轉(zhuǎn)變?yōu)轱柡臀?，表明其帶隙不斷減小。同時從載流子動力學(xué)測量結(jié)果中可以發(fā)現(xiàn)，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），帶間復(fù)合過程消失，表明厚層PtSe2帶隙消失并轉(zhuǎn)變?yōu)榘虢饘?。除此之外電學(xué)測量和第一性原理能帶計算的結(jié)果與實驗現(xiàn)象吻合較好，進(jìn)一步驗證了上述結(jié)論。該研究表明PtSe2層狀材料在紅外探測器、光開關(guān)、可飽和吸收材料等光學(xué)納米器件中具有應(yīng)用前景。
　　相關(guān)工作得到國家自然科學(xué)基金委、中科院及上海市科委的支持。
　　論文鏈接
　　
　　圖1 PtSe2半導(dǎo)體向半金屬轉(zhuǎn)變過程
　　
　　圖2 雜志內(nèi)封面
　　

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