‘乐鱼体育官网登录’实验室发现新型优异非线性光学材料光学器件有望全面翻新
作者:乐鱼体育官网登录 发布时间:2021-12-13 01:59
本文摘要:锑烯是一种新型二维材料,由第五主族(氮族)元素锑包含。第一性原理计算出来预测锑烯具备强劲的稳定性和出色的光电性能。 单层锑烯为间接带上隙半导体,其具备低载流子迁移率、出色的导热性,通过突发事件诱导还可以构建间接带上隙到必要带隙的改变。单层锑烯的仅次于带上隙为2.28eV,正处于红外线波长对应的能量范围内,预期将不会有大量应用于。

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锑烯是一种新型二维材料,由第五主族(氮族)元素锑包含。第一性原理计算出来预测锑烯具备强劲的稳定性和出色的光电性能。

单层锑烯为间接带上隙半导体,其具备低载流子迁移率、出色的导热性,通过突发事件诱导还可以构建间接带上隙到必要带隙的改变。单层锑烯的仅次于带上隙为2.28eV,正处于红外线波长对应的能量范围内,预期将不会有大量应用于。近日,深圳大学张晗教授课题组基于电化学挤压和成像化学挤压的方法,分别取得了高质量的少层锑烯和锑烯量子点,并研究了锑烯材料在红外线范围的非线性光学号召。

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实验研究找到,锑烯的非线性折射率相当大,大约为10-5cm2/W,并且平稳很好。涉及结果公开发表在AdvancedOpticalMaterials[Adv.OpticalMater.2017,1700301]上。图1少层锑烯电化学挤压制取及其形貌结构密切相关。

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(a)电化学挤压锑烯的示意图,其中Na2SO4溶液作为电解质;(b)AFM图像;(c)TEM图像;(d)HRTEM图像;(e)块状和31.6nm薄的锑烯的拉曼光谱分析;(f)电化学挤压的少层锑烯的Sb3d5/2的XPS序。电化学挤压是一种以绿色环保、低能耗、低成本、限于于工业化大规模生产为前提,并且以构建制取均匀分布、大面积、和出色电光特性的低维材料为目标的制取方法。该团队使用电化学挤压取得α-少层锑烯材料,利用成像化学挤压取得锑烯量子点,这种挤压方法可反复,取得比液体挤压更加均匀分布和更加小的颗粒。通过探针成像处置,可以构建比机械挤压更高的材料产量。

图2锑烯量子点制取及其形貌结构密切相关。(a)成像化学挤压锑烯量子点的示意图;(b)AFM图像;(c)尺寸分析;(d)TEM图像;(e)块状锑和锑烯量子点的纳曼光谱该团队利用空间自振幅调制(SSPM)测量技术,对制取的少层锑烯和锑烯量子点在红外线波长范围的非线性光学克尔号召展开了分析,找到非线性折射率皆为~10-5cm2/W,并且少层锑烯的非线性折射率稍小于锑烯量子点的非线性折射率。通过系统的研究证明,和不稳定的黑磷比起,锑烯具备很强的稳定性,是一种新型的有前景的光学克尔材料,特别是在较短波长范围。

图3少层锑烯和锑烯量子点自振幅调制图。(a)波长为532nm;(b)波长为633nm。

这一工作有可能为基于锑烯的光子学器件的研发获取依据,补偿石墨烯或黑磷在某些方面的空白。基于锑烯的强劲非线性光学号召,研究人员未来将会制取出有一系列光学器件,比如光电源、Kerr光闸、光束整型器等。


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