一个人看的www动漫,国产a三级视频,鲁大师在线观看视频在线播放

成果簡介

單層的二硫化鉬（MoS₂）具有優異的二階非線性光學（NLO）敏感性，但由于其原子級薄度限制了其二次諧波產生（SHG）的效率。自然存在的2H-相MoS₂可以提供更大的體積光學截面，但由于恢復的中心對稱性而對SHG無效。基于此，美國加州大學洛杉磯分校段鑲鋒教授和黃昱教授等人報道了一種溶液組裝的、厚度和面積可擴展的塊狀單層MoS₂（BM-MoS₂）薄膜，實現高效的SHG。通過有機分子層分隔的單層MoS₂交替層，BM-MoS₂保留了關鍵的單層性質，包括直接帶隙、強大的激子共振，以及重要的是，缺乏高效SHG所需的反轉對稱性。

在溶液組裝過程中，厘米級BM-MoS₂由交替的單層MoS₂和有機分子層組成，大大增強了線性和非線性光學過程中的光-物質耦合，可以防止層間耦合，從而在保持單層物理性質的同時實現增加的光學截面。SHG研究表明，BM-MoS₂中的高效SHG比單層MoS₂高出126倍，比砷化鎵（GaAs）高21倍，其中GaAs是已知塊體半導體中二階NLO敏感性最高的材料。BM-MoS2薄膜與高效SHG的便捷組裝為開發超薄、高效和經濟的NLO器件提供了可擴展的途徑。

圖文解讀

BM-MoS₂薄膜的制備涉及到溶液剝離過程，首先將原始的中心對稱的塊狀MoS₂晶體轉化為非中心對稱的單層MoS₂納米片，這些納米片被聚乙烯吡咯烷酮（PVP）等有機分子功能化。隨后將剝離的單層溶液組裝成可擴展的大面積BM-MoS₂薄膜，其中單層MoS₂納米片和有機分子層交替存在。在簡單反射襯底（Ag/Al₂O₃）上的BM-MoS₂薄膜中，可實現優越的SHG效率，其中基波強烈耦合到NLO介質中。

圖1. BM-MoS₂薄膜結構與SHG

首先，利用插層-剝離工藝制備了單層MoS₂油墨，并將其分散在異丙醇（IPA）中，與有機配體（PVP）結合后形成穩定且易于處理的油墨。然后，將單層MoS₂油墨噴涂到選定的襯底上，形成大面積連續的BM-MoS₂薄膜，其中PVP涂覆的單層MoS₂垂直堆疊形成MoS₂/PVP超晶格。原子力顯微鏡（AFM）圖像顯示，噴涂膜的厚度可定制到數百納米。X射線衍射（XRD）研究表明，(002)衍射峰向較低的衍射角偏移，層間周期為1.70 nm，大于原始2H相塊狀晶體0.63 nm的層間間距。

圖2. BM-MoS₂薄膜的制備與表征

激發功率依賴性研究表明，從BM-MoS₂薄膜中得到的SHG信號強度隨泵送功率的增加呈二次型增長，與單層MoS₂和單晶GaAs晶片相似，證實了SHG信號的非線性來源。對比單層MoS₂，約30 nm厚BM-MoS₂薄膜的SHG增強了126倍。同時，BM-MoS2薄膜的SHG強度是單晶GaAs晶片的21倍，在SHG波長390 nm處具有較大的SHG敏感性。在相同的激發波長下，BM-MoS₂中觀察到的SHG增強（原始單層的126倍）高于多層3R相MoS₂（比單層增加50倍）。

圖3. SHG表征

厚度小于20 nm的BM-MoS₂薄膜的SHG強度隨厚度增加呈超線性增長，對比相同襯底上的單層MoS₂，重復單元數（N）為16層BM-MoS₂薄膜（厚度28.2 nm）的SHG強度最大增強了235倍。BM-MoS₂薄膜優越的SHG性能源于主要發生在NLO介質（即BM-MoS₂）而不是襯底介質中的Fabry-Perot干涉，導致BM-MoS₂薄膜和增強的泵送場之間的空間重疊改善，表明BM-MoS₂薄膜具有易于調節的光學截面，比其單層對應物更不容易受到SHG襯底材料的影響，有利于NLO應用。

圖4. 厚度依賴的SHG和電磁建模

文獻信息

Giant second harmonic generation in bulk monolayer MoS₂ thin films. Matter, 2024, DOI: https://doi.org/10.1016/j.matt.2024.04.043.

原創文章，作者：計算搬磚工程師，如若轉載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.zzhhcy.com/index.php/2024/05/23/e9001e085b/

末成年小嫩xb,嫰bbb槡bbbb槡bbbb,免费无人区码卡密,成全高清mv电影免费观看

?提高126倍！納米材料界的“神雕俠侶”，最新Matter！

末成年小嫩xb,嫰bbb槡bbbb槡bbbb,免费无人区码卡密,成全高清mv电影免费观看

?提高126倍！納米材料界的“神雕俠侶”，最新Matter！

相關推薦