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研究成果分享

文章内容概述:

单层过渡金属二硫化物(TMDs)因其新颖的光学特性,被视为构建下一代光电子器件的理想材料。然而,受限于单原子层厚度,其光吸收能力较弱且荧光量子产率较低,严重制约了它在纳米光源、光电探测器等方面的应用。为此,研究者提出了金属纳米颗粒和金膜构成的纳腔结构,利用纳腔的强局域特性来增强光与单层TMDs的相互作用。实现单层TMDs发光的极致增强,需开发一种反向设计的方法,通过精确控制纳米颗粒的尺寸和形貌,来获得所需的纳腔模式,达到激发、发射和收集过程的协同增强。目前,这一方法却极具挑战:一方面,化学合成的纳米颗粒在尺寸和形貌方面有很大的分散度;另一方面,当前的自组装技术难以实现目标颗粒向TMDs的精确定点转移。

鉴于此,我们提出一种光谱辅助的纳米操控技术(图a),按照荧光激发、发射和收集过程的协同增强需求,反向设计并制备了双共振纳腔结构(图b)。该结构在光吸收峰和激子发射波长处支持强局域的纳腔模式Ⅰ和Ⅱ,能同时增强荧光的激发和发射过程。此外,模式Ⅰ具有高度的辐射定向性,能提升荧光的收集效率。最终,实现了单层WSe2荧光18000倍的提高。该工作可拓展应用于增强各类二维半导体材料的荧光、拉曼、二次谐波产生等弱光学过程,为新型发光二极管、光电探测器和非线性光学器件的研发开辟全新的途径。

 

光谱辅助的纳米操控技术按需制备NCoM-WSe2混合纳腔

创新点:

提出一种光谱辅助的纳米操控技术,确定性地制备了具有所需腔模式的结构,实现了激发、发射和收集过程的协同调控,得到18000倍的荧光增强。该研究为单层TMDs的荧光增强提供了新的思路,有望促进其高效光电器件的进一步发展。

 对先丰的产品和服务的评价:

硒化钨晶体(编号:XF130)在晶体质量、电学与光学性能等方面都有显著的优势,因而在先进电子器件、光电器件及其他纳米技术应用中具有巨大的潜力,非常适合用于等离激元光子学的科学实验和研究,可以显著提高实验的效率和成功性。

银纳米线(编号:XFJ25 7440-22-4)具有更加规整的五边形横截面形貌,因此能够提供大的发射率,并具有更小的等离激元损耗。

XFNANO公司的服务和技术支持也特别出色,他们不仅提供了及时的技术支持和解决方案,还非常注重客户的需求和反馈。他们的产品和服务非常专业可靠,让我感到非常满意。

作者介绍:

李晨阳,博士在读于西北工业大学,师从肖发俊教授。研究生期间参与了国家自然科学基金项目,深入探究表面等离激元增强光谱学,为纳米尺度下光电子器件的研发提供基础理论的指导。目前,以第一作者身份发表3篇SCI 高水平学术论文,两篇期刊为Laser & Photonics Reviews,一篇期刊为Nano Letters。

使用先丰产品发表的文章:

Chenyang Li, Huan Luo, Liping Hou, Qifa Wang, Kaihui Liu, Xuetao Gan, Jianlin Zhao,and Fajun Xiao*, Giant Photoluminescence Enhancement of Monolayer WSe2 Using a Plasmonic Nanocavity with On-Demand Resonance. Nano Lett. 2024, 24, 5879−5885.


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