單一層狀二維材料研究時間較短,很多物理特性不是十分明確,應(yīng)用面也較窄,有待進(jìn)一步發(fā)掘。而層狀二維材料常組成層與層間以較弱范德瓦爾斯結(jié)合的異質(zhì)結(jié),又叫范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié),其優(yōu)點遠(yuǎn)大于單一層狀二維材料,具有優(yōu)秀的差分反射率與光吸收特性,其電荷轉(zhuǎn)移速度也很快�？捎糜谥谱鞴馓綔y器等較精密的儀器,還廣泛用于發(fā)光器件等生活用品中,而這些應(yīng)用離不開對其電子轉(zhuǎn)移的性質(zhì)的研究。隨著過渡金屬二硫化在電子以及光電子領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,對光生載流子動態(tài)過程的研究就有著重要的意義,本論文總結(jié)異質(zhì)結(jié)中電荷轉(zhuǎn)移的過程與作用,主要對石墨烯/TMDC與TMDC/TMDC二維材料,介紹時間分辨泵浦如何探究電荷轉(zhuǎn)移的過程。 

【文章來源】：科學(xué)咨詢（科技·管理）. 2020,(02)

【文章頁數(shù)】：3 頁

【部分圖文】：

(a)(b)圖示為過渡金屬二硫化物晶格示意圖

異質(zhì)結(jié)是兩種不同的半導(dǎo)體相接觸所形成的界面區(qū)域。異質(zhì)結(jié)通常有兩種組成異質(zhì)結(jié)的半導(dǎo)體都沒有的優(yōu)良光電特性,單層層狀材料之間可以通過相互疊加而形成異質(zhì)結(jié),二維材料的豐富性可以組成不同種類的能帶結(jié)構(gòu)的異質(zhì)結(jié),異質(zhì)結(jié)可以相互彌補各自的缺陷,例如石墨烯/TMDC中TMDC彌補了石墨烯禁帶缺失的缺陷,兩種二維材料組成異質(zhì)結(jié)的條件有:具有相似的晶體結(jié)構(gòu)和相近的原子間距。一個在導(dǎo)帶上的電子由于強(qiáng)相互作用落回導(dǎo)帶,與一個空穴結(jié)合,從而發(fā)生復(fù)合。形成異質(zhì)結(jié)后,電子與空穴的復(fù)合率會提高。異質(zhì)結(jié)通常由導(dǎo)帶和價帶,導(dǎo)帶在上,價帶在下,一般價帶與導(dǎo)帶之間都有間隙,也叫間隙或禁帶。激子是依靠庫侖力而形成的電子-空穴對,成電中性。異質(zhì)結(jié)制備簡單,只需將一層層狀材料覆蓋到另一層層狀材料上就完成了,而相對較弱的層與層之間范德瓦爾斯力為堆疊帶來便捷,強(qiáng)的共價鍵為二維平面內(nèi)穩(wěn)定性提供保障。之間因為異質(zhì)結(jié)中有電子與空穴,受到光子激發(fā)后,載流子會分開形成激子,電子會馳豫到所處材料層的導(dǎo)帶低或價帶頂。層與層之間有較弱的范德瓦爾斯力,所以會相互結(jié)合。在異質(zhì)結(jié)中有兩種產(chǎn)生電流的機(jī)制:漂移和擴(kuò)散。漂移是電子在電場作用下定向移動形成電流,而擴(kuò)散是從電子高濃度區(qū)到低濃度區(qū)通過擴(kuò)散定向移動產(chǎn)生電流。?[1]二、時間分辨泵浦探測裝置

時間分辨泵浦探測實驗就是從時間上觀察微粒運動變化的實驗,時間分辨泵浦探測實驗涉及至少兩束激光脈沖,第一是泵浦光,作用為激發(fā)材料中電子-空穴對,形成載流子,第二是探測光,用于探測被激發(fā)的載流子。如圖3,通過延遲平臺改變兩束光到達(dá)樣品的時間,因此對同一個材料再一次測試,要等到材料中載流子恢復(fù)到平衡態(tài),泵浦光和探測光均源于同一光源,確保材料中載流子能恢復(fù)平衡態(tài)。BBO晶體有著改變光頻率的作用,方便不同光照射下多次實驗,獲得較準(zhǔn)確實驗結(jié)果。[2](二)實驗原理

【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]過渡金屬二硫化物及其異質(zhì)結(jié)中載流子動力學(xué)超快激光光譜研究[D]. 張心悟.北京交通大學(xué) 2018
[2]二維層狀材料的光學(xué)和光電性能調(diào)控[D]. 南海燕.東南大學(xué) 2016



本文編號：3566228