Nanotechnology Now - Communiqué de presse : Percée dans les propriétés optiques des MXènes - Les hétérostructures bidimensionnelles fournissent de nouvelles idées

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Résultats OA Z-scan de Nb2C/MoS2 et Nb2C avec une longueur d'onde d'excitation de (a) 1300 nm et (b) 1550 nm. Les courbes de transmission non linéaire correspondantes sous intensité optique d'excitation sont présentées en (c) et (d). (e) Paramètre d'optique non linéaire ajusté pour comparaison. CRÉDIT
OEA

Résumé:
Une nouvelle publication d'Opto-Electronic Advances, 10.29026/oea.2023.220162 traite d'une percée dans les propriétés optiques des MXenes.

Percée dans les propriétés optiques des MXènes - les hétérostructures bidimensionnelles offrent de nouvelles idées

Sichuan, Chine | Publié le 12 mai 2023

Les matériaux en couches bidimensionnels sont une nouvelle classe de matériaux qui présentent des interactions lumière-matière fortes et distinctives, offrant de larges perspectives d'application dans les dispositifs optoélectroniques et les éléments photoniques. Ces matériaux comprennent le graphène, les sulfures de métaux de transition (TMD), le phosphore noir (BP) et d'autres, qui présentent des caractéristiques de performance exceptionnelles telles qu'une réponse ultrarapide et à large spectre, des propriétés optiques excitoniques robustes et des bandes interdites optiques directes accordables.

Les MXenes représentent une classe nouvellement découverte de matériaux en couches bidimensionnels, qui présentent des propriétés optiques, chimiques et électroniques fascinantes et accordables, et présentent diverses applications dans des domaines tels que la photoélectricité, la conversion photothermique et le photovoltaïque. De plus, les MXenes présentent de fortes réponses optiques non linéaires et leur absorption optique non linéaire peut être ajustée en fonction de l'épaisseur, de la longueur d'onde d'excitation et des groupes de surface.

De plus, la construction d'hétérostructures bidimensionnelles représente une stratégie importante pour améliorer les performances optoélectroniques des dispositifs qui utilisent des matériaux bidimensionnels. En employant une conception soignée, les propriétés avantageuses de chaque composant au sein de l'hétérostructure peuvent être préservées, tandis que de nouvelles caractéristiques telles que le transfert de charge ou le transfert d'énergie peuvent être générées via les effets d'interface.

Les auteurs de cet article proposent une méthode simple et efficace pour préparer des hétérostructures Nb2C/MoS2 avec des propriétés optiques linéaires et non linéaires améliorées.

Dans ce travail, des nanocristaux de MoS2 ont été cultivés avec succès à la surface de nanofeuillets de Nb2C in situ, ce qui a abouti à la construction d'une hétérostructure bidimensionnelle Nb2C/MoS2. Il a été constaté que cette hétérostructure surpassait le Nb2C pur en optique linéaire et non linéaire.

L'étude révèle que le groupe de surface de Nb2C peut moduler la fonction de travail de Nb2C/MoS2, ce qui affecte le transfert de charge et l'alignement énergétique entre Nb2C et MoS2. En conséquence, Nb2C/MoS2 hérite des avantages de Nb2C et MoS2 à différentes longueurs d'onde et présente des caractéristiques d'absorption optique à large bande améliorées.

De plus, la recherche démontre que le transfert de trous de Nb2C vers MoS2 conduit à une modulation de la réponse optique non linéaire dans l'hétérostructure. Cela prouve également que le Nb2C/MoS2 a des caractéristiques d'absorption optique non linéaire dans le proche infrarouge plus fortes et accordables que le Nb2C pur. Le coefficient d'absorption non linéaire de Nb2C/MoS2 est plus du double de celui du Nb2C pur, comme illustré à la figure 1. Cette étude présente une approche efficace pour le développement de dispositifs optoélectroniques à large bande et de modulateurs optiques. En particulier, les résultats fournissent une base solide pour l'utilisation des MXènes, qui présentent d'excellentes performances photoélectriques, dans le domaine de l'optoélectronique.

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Ce travail a été réalisé par l'équipe du Hunan Key Laboratory of Nanophotonics and Devices de l'Université Central South, dirigée par le professeur Jun He. L'équipe a formé 5 jeunes talents de niveau national et 12 talents de niveau provincial, et a construit indépendamment un système de mesure de spectroscopie photoélectronique avec une résolution temporelle femtoseconde, une résolution de spin tridimensionnelle et une résolution d'énergie-impulsion.

Prof. Jun He a obtenu son doctorat. de l'Université nationale de Singapour en 2006. En reconnaissance de ses réalisations, il a reçu la National Outstanding Youth Science Foundation en 2012 et a été sélectionné comme professeur émérite Furong Scholar de la province du Hunan en 2016. Actuellement, il concentre ses recherches sur l'ultrarapide phénomènes et optique non linéaire des matériaux nanométriques, ainsi que la fabrication au laser femtoseconde de structures micro-nano et de transistors neuromorphiques en matériaux bidimensionnels. Son travail approfondi dans ce domaine a abouti à la publication de plus de 240 articles dans des revues internationales de renom telles que Nature Commun. et Phys. Rev. Lett., avec plus de 6,700 XNUMX citations.

Le Dr Yingwei Wang a obtenu son doctorat. de l'Université Central South en 2017. Il a ensuite suivi une formation postdoctorale à l'Université de Shenzhen, à l'Université de Jinan et à l'Université de Corée. Actuellement, il est chargé de cours à l'École de physique et d'électronique de l'Université Central South, où il concentre ses recherches sur la nanophotonique des matériaux de faible dimension. En reconnaissance de ses contributions dans le domaine, il a reçu la Fondation exceptionnelle des sciences de la jeunesse de la province du Hunan en 2022.

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À propos de Compuscript Ltd
Opto-Electronic Advances (OEA) est une revue mensuelle SCI à fort impact, en libre accès et évaluée par des pairs avec un facteur d'impact de 8.933 (Journal Citation Reports for IF2021). Depuis son lancement en mars 2018, OEA a été indexé dans les bases de données SCI, EI, DOAJ, Scopus, CA et ICI au fil du temps et a élargi son comité de rédaction à 36 membres de 17 pays et régions (indice h moyen de 49).

La revue est publiée par l'Institut d'optique et d'électronique de l'Académie chinoise des sciences, dans le but de fournir une plate-forme aux chercheurs, universitaires, professionnels, praticiens et étudiants pour transmettre et partager des connaissances sous la forme d'articles de recherche empiriques et théoriques de haute qualité couvrant les thèmes de l'optique, de la photonique et de l'optoélectronique.

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Wang YD, Wang YW, Dong YL, Zhou L, Kang JL et al. Construction d'hétérostructure 2D Nb2CTx MXene/MoS2 pour la modulation d'absorption optique non linéaire. Opto-Electron Adv 6, 220162 (2023). doi: 10.29026/oea.2023.220162 :

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

Horodatage: 16 mai 2023