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

——習近平總書記在致中國科學院建院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)科學技術跨越發(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，率先建設國際一流科研機構。

——中國科學院辦院方針

首頁 > 科研進展

研究揭示襯底調(diào)控二維材料光行為的載流子動力學機制

2025-06-20 上海光學精密機械研究所

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語音播報

????襯底作為二維材料緊密接觸的支撐結構，其鄰近摻雜效應可顯著調(diào)控二維材料光學特性。因此，探討襯底調(diào)控的內(nèi)在機理，可為按需定制高性能光電器件提供關鍵手段。

????近期，中國科學院上海光學精密機械研究所研究員王俊團隊在襯底調(diào)控二維材料光學與載流子動力學行為研究方面取得進展。相關研究成果以Proximity Doping in Monolayer MoS₂: Multimodal Insights into Optical Modulation and Ultrafast Carrier Dynamic為題，發(fā)表在《激光與光子學評論》（Laser & Photonics Reviews）上。

研究人員利用光致發(fā)光、拉曼光譜及吸收光譜等技術證實，鄰近摻雜效應使轉移在云母（Mica）、藍寶石、FTO及ITO襯底上的單層MoS?光學行為呈現(xiàn)顯著差異，且其熒光特性由傳統(tǒng)激子主導轉變?yōu)樨撾姾杉ぷ?/span>主導。同時，研究將瞬態(tài)吸收光譜與熒光壽命成像顯微鏡技術相結合，表明鄰近摻雜效應直接調(diào)控MoS?中載流子生成與復合動力學過程。研究顯示，ITO襯底上的MoS?表現(xiàn)出顯著的載流子壽命和熒光壽命縮短，其原因在于隨著載流子密度增加，材料中的缺陷捕獲電荷可能性增加，且被捕獲的載流子能保持更長時間，減少它們對電荷傳輸貢獻并增加復合可能性，進而使載流子壽命縮短。進一步，研究人員基于計算得到的載流子密度，并結合速率方程建立了理論模型。該模型與實驗數(shù)據(jù)高度吻合，為調(diào)控機制提供了理論支撐。

這一研究揭示了襯底對二維材料光電性質(zhì)的調(diào)控機理，為設計并優(yōu)化高性能二維材料光電器件開辟了新途徑。

論文鏈接

單層MoS₂在不同襯底上的熒光特性、熒光壽命成像實驗結果及瞬態(tài)吸收實驗與模型結果

????襯底作為二維材料緊密接觸的支撐結構，其鄰近摻雜效應可顯著調(diào)控二維材料光學特性。因此，探討襯底調(diào)控的內(nèi)在機理，可為按需定制高性能光電器件提供關鍵手段。????近期，中國科學院上海光學精密機械研究所研究員王俊團隊在襯底調(diào)控二維材料光學與載流子動力學行為研究方面取得進展。相關研究成果以Proximity Doping in Monolayer MoS2: Multimodal Insights into Optical Modulation and Ultrafast Carrier Dynamic為題，發(fā)表在《激光與光子學評論》（Laser & Photonics Reviews）上。研究人員利用光致發(fā)光、拉曼光譜及吸收光譜等技術證實，鄰近摻雜效應使轉移在云母（Mica）、藍寶石、FTO及ITO襯底上的單層MoS?光學行為呈現(xiàn)顯著差異，且其熒光特性由傳統(tǒng)激子主導轉變?yōu)樨撾姾杉ぷ又鲗АＭ瑫r，研究將瞬態(tài)吸收光譜與熒光壽命成像顯微鏡技術相結合，表明鄰近摻雜效應直接調(diào)控MoS?中載流子生成與復合動力學過程。研究顯示，ITO襯底上的MoS?表現(xiàn)出顯著的載流子壽命和熒光壽命縮短，其原因在于隨著載流子密度增加，材料中的缺陷捕獲電荷可能性增加，且被捕獲的載流子能保持更長時間，減少它們對電荷傳輸貢獻并增加復合可能性，進而使載流子壽命縮短。進一步，研究人員基于計算得到的載流子密度，并結合速率方程建立了理論模型。該模型與實驗數(shù)據(jù)高度吻合，為調(diào)控機制提供了理論支撐。這一研究揭示了襯底對二維材料光電性質(zhì)的調(diào)控機理，為設計并優(yōu)化高性能二維材料光電器件開辟了新途徑。論文鏈接單層MoS2在不同襯底上的熒光特性、熒光壽命成像實驗結果及瞬態(tài)吸收實驗與模型結果

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