Nanotechnology Now - Comunicado de prensa: Avance en las propiedades ópticas de MXenes - Las heteroestructuras bidimensionales brindan nuevas ideas

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Resultados OA Z-scan de Nb2C/MoS2 y Nb2C con una longitud de onda de excitación de (a) 1300 nm y (b) 1550 nm. Las curvas de transmitancia no lineal correspondientes bajo la intensidad óptica de excitación se muestran en (c) y (d). (e) Parámetro óptico no lineal ajustado para comparación. CRÉDITO
OEA

Abstracto:
Una nueva publicación de Opto-Electronic Advances, 10.29026/oea.2023.220162 analiza un avance en las propiedades ópticas de MXenes.

Avance en las propiedades ópticas de MXenes: las heteroestructuras bidimensionales brindan nuevas ideas

Sichuán, China | Publicado el 12 de mayo de 2023

Los materiales en capas bidimensionales son una nueva clase de materiales que exhiben interacciones luz-materia fuertes y distintivas, que ofrecen amplias perspectivas de aplicación en dispositivos optoelectrónicos y elementos fotónicos. Estos materiales incluyen grafeno, sulfuros de metales de transición (TMD), fósforo negro (BP) y otros, que demuestran características de rendimiento excepcionales, como una respuesta ultrarrápida y de amplio espectro, propiedades ópticas excitónicas sólidas y brechas de banda óptica directa ajustable.

MXenes representa una clase recién descubierta de materiales en capas bidimensionales, que muestran propiedades ópticas, químicas y electrónicas fascinantes y ajustables, y exhiben diversas aplicaciones en campos como la fotoelectricidad, la conversión fototérmica y la energía fotovoltaica. Además, MXenes demuestra fuertes respuestas ópticas no lineales, y su absorción óptica no lineal se puede ajustar por espesor, longitud de onda de excitación y grupos de superficie.

Además, la construcción de heteroestructuras bidimensionales representa una estrategia importante para mejorar el rendimiento optoelectrónico de los dispositivos que utilizan materiales bidimensionales. Al emplear un diseño cuidadoso, se pueden preservar las propiedades ventajosas de cada componente dentro de la heteroestructura, mientras que las características novedosas, como la transferencia de carga o la transferencia de energía, se pueden generar a través de los efectos interfaciales.

Los autores de este artículo proponen un método simple y efectivo para preparar heteroestructuras de Nb2C/MoS2 con propiedades ópticas tanto lineales como no lineales mejoradas.

En este trabajo, se cultivaron con éxito nanocristales de MoS2 en la superficie de nanoláminas de Nb2C in situ, lo que resultó en la construcción de una heteroestructura bidimensional de Nb2C/MoS2. Se encontró que esta heteroestructura superó al Nb2C puro tanto en óptica lineal como no lineal.

El estudio revela que el grupo de superficie de Nb2C puede modular la función de trabajo de Nb2C/MoS2, lo que afecta la transferencia de carga y la alineación de energía entre Nb2C y MoS2. Como resultado, Nb2C/MoS2 hereda las ventajas de Nb2C y MoS2 en diferentes longitudes de onda y exhibe características mejoradas de absorción óptica de banda ancha.

Además, la investigación demuestra que la transferencia de huecos de Nb2C a MoS2 conduce a la modulación de la respuesta óptica no lineal en la heteroestructura. También demuestra que Nb2C/MoS2 tiene características de absorción óptica no lineal en el infrarrojo cercano más fuertes y sintonizables que Nb2C puro. El coeficiente de absorción no lineal de Nb2C/MoS2 es más del doble que el de Nb2C puro, como se ilustra en la Figura 1. Este estudio presenta un enfoque efectivo para el desarrollo de dispositivos optoelectrónicos de banda ancha y moduladores ópticos. En particular, los hallazgos brindan una base sólida para la utilización de MXenes, que exhiben un excelente rendimiento fotoeléctrico, en el campo de la optoelectrónica.

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Este trabajo fue completado por el equipo del Laboratorio Clave de Nanofotónica y Dispositivos de Hunan en la Universidad Central del Sur, dirigido por el Prof. Jun He. El equipo ha cultivado 5 jóvenes talentos a nivel nacional y 12 talentos a nivel provincial, y construyó de forma independiente un sistema de medición de espectroscopia de fotoelectrones con resolución de tiempo de femtosegundos, resolución de espín tridimensional y resolución de energía-momento.

Prof. Jun Obtuvo su Ph.D. de la Universidad Nacional de Singapur en 2006. En reconocimiento a sus logros, fue galardonado con la Fundación Nacional Destacada de Ciencias Juveniles en 2012 y fue seleccionado como Profesor Distinguido Furong Scholar de la provincia de Hunan en 2016. Actualmente, centra su investigación en el ultrarrápido fenómenos y óptica no lineal de materiales a nanoescala, así como la fabricación con láser de femtosegundos de estructuras micro-nano y transistores neuromórficos de materiales bidimensionales. Su extenso trabajo en esta área se ha traducido en la publicación de más de 240 artículos en revistas internacionales de renombre como Nature Commun. y Phys. Rev. Lett., con más de 6,700 citas.

El Dr. Yingwei Wang obtuvo su Ph.D. de la Universidad Central del Sur en 2017. Posteriormente completó una formación posdoctoral en la Universidad de Shenzhen, la Universidad de Jinan y la Universidad de Corea. Actualmente, se desempeña como profesor en la Escuela de Física y Electrónica de la Universidad Central del Sur, donde centra su investigación en la Nanofotónica de materiales de baja dimensión. En reconocimiento a sus contribuciones en el campo, fue galardonado con la Fundación de Ciencias Juveniles Sobresalientes de la provincia de Hunan en 2022.

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Acerca de Compuscript Ltd
Opto-Electronic Advances (OEA) es una revista SCI mensual de alto impacto, de acceso abierto y revisada por pares con un factor de impacto de 8.933 (Journal Citation Reports for IF2021). Desde su lanzamiento en marzo de 2018, OEA ha sido indexada en las bases de datos SCI, EI, DOAJ, Scopus, CA e ICI a lo largo del tiempo y amplió su Consejo Editorial a 36 miembros de 17 países y regiones (índice h promedio 49).

La revista es publicada por el Instituto de Óptica y Electrónica de la Academia de Ciencias de China, con el objetivo de proporcionar una plataforma para investigadores, académicos, profesionales, profesionales y estudiantes para impartir y compartir conocimientos en forma de artículos de investigación teóricos y empíricos de alta calidad que cubren los temas de óptica, fotónica y optoelectrónica.

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Wang YD, Wang YW, Dong YL, Zhou L, Kang JL et al. Construcción de heteroestructura 2D Nb2CTx MXene/MoS2 para modulación de absorción óptica no lineal. Opto-Electron Adv 6, 220162 (2023). doi: 10.29026/oea.2023.220162 :

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Fuente: http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=57338

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