【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近期，上海科技大學(xué)物質(zhì)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院劉偉民課題組通過(guò)瞬態(tài)吸收顯微鏡技術(shù)，對(duì)單層MoS2中的熱載流子空間非均勻熱聲子瓶頸效應(yīng)及其對(duì)載流子輸運(yùn)的影響進(jìn)行了深入探究，相關(guān)研究成果發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Nano Letters。
 

　　過(guò)渡金屬硫族化合物(TMDs)作為一種新興的二維材料，因其獨(dú)特的物理和化學(xué)特性，近年來(lái)在納米電子學(xué)、光電子學(xué)和能源存儲(chǔ)等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。尤其是單層MoS2，由于其具有直接帶隙半導(dǎo)體特性，被認(rèn)為是下一代電子和光電器件的理想材料，理解該材料中載流子的傳輸特性，對(duì)于提升器件性能和開(kāi)發(fā)新功能頗為關(guān)鍵。
 

　　劉偉民課題組利用瞬態(tài)吸收顯微鏡對(duì)室溫下單層MoS2的載流子擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，動(dòng)力學(xué)起初呈現(xiàn)熱載流子的超快擴(kuò)散，隨后出現(xiàn)反常的負(fù)擴(kuò)散現(xiàn)象，并最終演變?yōu)榫徛膸н吋ぷ訑U(kuò)散。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，這種反常的負(fù)擴(kuò)散過(guò)程是由于泵浦激光光強(qiáng)高斯分布引起激發(fā)區(qū)域的熱聲子瓶頸效應(yīng)的非均勻分布所致，隨著激光中心向邊緣移動(dòng)、光強(qiáng)減弱，熱載流子冷卻速率加快。該發(fā)現(xiàn)為研究和理解二維TMDs中的熱載流子擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)提供了新思路，對(duì)深入理解這一現(xiàn)象內(nèi)在屬性對(duì)于更好地控制和利用二維材料中的熱載流子至關(guān)重要。
 

圖1 激光激發(fā)20ps時(shí)間窗口內(nèi)，單層MoS2中載流子空間擴(kuò)散示意圖
 

　　上�？萍即髮W(xué)為本項(xiàng)成果的第一完成單位。上科大物質(zhì)學(xué)院2020級(jí)博士研究生魏小凡、2020級(jí)碩士研究生王子涵以及博士后王子鈺為該論文共同第一作者。上�？萍即髮W(xué)紀(jì)清清教授與上�？萍即髮W(xué)劉偉民教授為共同通訊作者。