界面工程实现Au@MoS2核壳异质结在等离激元学和光电子学领域卓越的热载流子输运动力学(英文)

贵金属和二维半导体构建的异质结为等离激元纳米结构产生的热载流子提供了独特的电荷传输路径,有望应用于各种等离激元和光电子器件.然而,传统异质结构的电荷转移速度和效率通常受限于有限的界面面积和不可避免的界面污染.本文中,具有原子级清洁和较大接触界面的新型Au@MoS₂核壳异质结构能够实现超快和高效的热电子转移.飞秒瞬态吸收光谱研究表明,Au@MoS₂中从金纳米颗粒到MoS₂的热电子注入时间常数小于244 fs,而机械转移方法制备的Au/MoS₂对照样品的热电子注入时间常数为493 fs,同时,电荷转移效率从Au/MoS₂的3.33%提升至Au@MoS₂的25.3%.开尔文探针力显微镜和离散偶极近似研究进一步证明了上述结果,明显改善的电荷转移归因于原子级清洁和完全封装的异质结界面.这项研究提供了贵金属-二维半导体异质结构内固有电荷转移的基本理解,从而展现了Au@MoS₂这一新型异质结结构在等离激元和光电子器件中的应用前景.     

二次谐波在二维材料结构表征中的应用

二次谐波作为非线性光学的重要分支,逐渐成为表征晶体结构的重要手段之一。在众多表征方法中,二次谐波因其无损检测、高稳定性、可调谐性、超快响应、偏振敏感性、通用性、操作简单等特点被广泛应用于二维材料结构表征,为二维材料的物性研究和功能应用提供了重要信息,大大推动了二维材料基础研究的快速发展。本文综述了近几年二次谐波在二维材料结构表征中的研究,简述了二次谐波产生原理,介绍了飞秒激光器接入共聚焦拉曼光谱仪产生二次谐波测试装置,分别讨论了二次谐波在二维材料的层间堆垛层数、层间堆垛角度、单层二维材料晶界及晶体取向表征方面的应用。同时,本文还介绍了采用二次谐波强度直接、灵敏地检测晶体中应变幅度以及通过二次谐波信号变化跟踪材料中的缺陷变化,接着讨论了二次谐波与拉曼光谱、光致发光的多维度关联分析在材料全面深度表征方面的重要性。最后展望了二次谐波未来在材料结构表征中的潜在研究方向。     

外场驱动分子极化调控反应物界面及其电催化析氢性能（英文）

反应物界面对电催化反应至关重要.然而,由于调控和表征手段的不足,对反应物界面的深入研究仍难以实现.本文中,我们借助单片电催化微纳器件,通过调节背栅电压引入分子极化,实现了对电化学双电层中水合氢离子(H₃O⁺)浓度的调控,进而提高了催化剂的电催化析氢性能.以C₆₀/MoS₂异质结为例,电学性能测试表明背栅电场促进了电子从C₆₀向MoS₂的转移,并导致了C₆₀分子的极化.原位光致发光光谱表征显示,在背栅电场的作用下,极化的C₆₀分子会吸引H₃O⁺,使其聚集在MoS₂附近.而电催化测试表明,在1.5 V背栅电压下,由于发生了H₃O⁺的富集,C₆₀/MoS₂异质结在-0.45 V_RHE电位下的析氢电流密度增加了5倍我们提出的调控和监测反应物界面的方...     

ReX_2(X=S,Se):二维各向异性材料发展的新机遇

二维材料因其不同于体相的超薄原子结构、大的比表面积和量子限域效应等受到了人们的广泛关注。二维各向异性材料作为二维材料家族的一员,其取向依赖的物理和化学性质,使得对该类材料性能的选择性优化成为可能。过渡金属Re基硫属化合物作为各向异性材料的典型代表,具有可调的可见光波段吸收带隙,极弱的层间耦合作用力,以及各向异性的光学、电学性能,现已成为电子和光电子领域的研究热点之一。本文主要介绍了ReX_2(X=S,Se)的晶体结构和基本性质,总结目前该材料体系主流的合成方法,研究其各向异性物理特性及优化的手段和条件,并对ReX_2的制备和发展进行了展望。