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一种增强MXenes光学性能的新方法

开心的月饼 2023-05-12 17:38:11 生活常识

二维层状材料是一类新型材料,表现出强烈而独特的光-物质相互作用,在光电器件和光子元件方面具有广阔的应用前景。这些材料包括石墨烯、过渡金属硫化物(TMD)、黑磷(BP)等,它们表现出卓越的性能特征,例如超快和宽光谱响应、稳健的激子光学特性和可调直接光学带隙。

一种增强MXenes光学性能的新方法

MXenes代表了一类新发现的二维层状材料,具有迷人且可调谐的光学、化学和电子特性,并在光电、光热转换和光伏等领域展现出多样化的应用。此外,MXenes表现出强烈的非线性光学响应,其非线性光学吸收可以通过厚度、激发波长和表面基团进行调整。

此外,二维异质结构的构建是提高利用二维材料的器件光电性能的重要策略。通过精心设计,可以保留异质结构中每个组分的有利特性,同时可以通过界面效应产生电荷转移或能量转移等新特性。

发表在Opto-ElectronicAdvances上的这篇文章的作者提出了一种简单有效的方法来制备具有增强的线性和非线性光学特性的Nb2C/MoS2异质结构。

在这项工作中,MoS2纳米晶体成功地原位生长在Nb2C纳米片的表面上,从而构建了二维Nb2C/MoS2异质结构。结果发现,这种异质结构在线性和非线性光学方面都优于纯Nb2C。

研究表明,Nb2C的表面基团可以调节Nb2C/MoS2的功函数,从而影响Nb2C与MoS2之间的电荷转移和能量排列。因此,Nb2C/MoS2继承了Nb2C和MoS2在不同波长下的优点,表现出增强的宽带光吸收特性。

此外,研究表明,从Nb2C到MoS2的空穴转移导致异质结构中非线性光学响应的​​调制。也证明了Nb2C/MoS2比纯Nb2C具有更强、可调谐的近红外非线性光吸收特性,Nb2C/MoS2的非线性吸收系数是纯Nb2的两倍以上C,如图1所示。本研究提出了一种开发宽带光电器件和光调制器的有效方法。特别是,这些发现为在光电领域中利用具有优异光电性能的MXenes提供了强有力的基础。


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