Nanotecnologia ora - Comunicato stampa: svolta nelle proprietà ottiche degli MXeni - Le eterostrutture bidimensionali forniscono nuove idee

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Risultati OA Z-scan di Nb2C/MoS2 e Nb2C con una lunghezza d'onda di eccitazione di (a) 1300 nm e (b) 1550 nm. Le corrispondenti curve di trasmittanza non lineare sotto l'intensità ottica di eccitazione sono mostrate in (c) e (d). (e) Parametro di ottica non lineare montato per il confronto. CREDITO OEA

Risultati Z-scan OA di Nb2C/MoS2 e Nb2C con una lunghezza d'onda di eccitazione di (a) 1300 nm e (b) 1550 nm. Le corrispondenti curve di trasmittanza non lineare sotto intensità ottica di eccitazione sono mostrate in (c) e (d). (e) Parametro di ottica non lineare montato per il confronto. CREDITO
OAS

Abstract:
Una nuova pubblicazione di Opto-Electronic Advances, 10.29026/oea.2023.220162, discute una svolta nelle proprietà ottiche degli MXeni.

Svolta nelle proprietà ottiche degli MXeni: le eterostrutture bidimensionali forniscono nuove idee

Sichuan, Cina | Pubblicato il 12 maggio 2023

I materiali stratificati bidimensionali sono una nuova classe di materiali che mostrano interazioni luce-materia forti e distintive, offrendo ampie prospettive di applicazione in dispositivi optoelettronici ed elementi fotonici. Questi materiali comprendono grafene, solfuri di metalli di transizione (TMD), fosforo nero (BP) e altri, che dimostrano caratteristiche prestazionali eccezionali come risposta ultraveloce e ad ampio spettro, robuste proprietà ottiche eccitoniche e band gap ottici diretti regolabili.

Gli MXeni rappresentano una classe di materiali stratificati bidimensionali recentemente scoperti, che mostrano proprietà ottiche, chimiche ed elettroniche affascinanti e regolabili e presentano diverse applicazioni in campi come la fotoelettricità, la conversione fototermica e il fotovoltaico. Inoltre, gli MXeni dimostrano forti risposte ottiche non lineari e il loro assorbimento ottico non lineare può essere regolato in base allo spessore, alla lunghezza d'onda di eccitazione e ai gruppi di superficie.

Inoltre, la costruzione di eterostrutture bidimensionali rappresenta un'importante strategia per migliorare le prestazioni optoelettroniche di dispositivi che utilizzano materiali bidimensionali. Utilizzando un'attenta progettazione, è possibile preservare le proprietà vantaggiose di ciascun componente all'interno dell'eterostruttura, mentre è possibile generare nuove caratteristiche come il trasferimento di carica o il trasferimento di energia tramite gli effetti interfacciali.

Gli autori di questo articolo propongono un metodo semplice ed efficace per la preparazione di eterostrutture Nb2C/MoS2 con proprietà ottiche migliorate sia lineari che non lineari.

In questo lavoro, i nanocristalli MoS2 sono stati cresciuti con successo sulla superficie di nanosheets Nb2C in situ, risultando nella costruzione di un'eterostruttura Nb2C/MoS2 bidimensionale. È stato riscontrato che questa eterostruttura ha superato l'Nb2C puro sia nell'ottica lineare che in quella non lineare.

Lo studio rivela che il gruppo superficiale di Nb2C può modulare la funzione di lavoro di Nb2C/MoS2, che influenza il trasferimento di carica e l'allineamento energetico tra Nb2C e MoS2. Di conseguenza, Nb2C/MoS2 eredita i vantaggi di Nb2C e MoS2 a diverse lunghezze d'onda e presenta caratteristiche di assorbimento ottico a banda larga migliorate.

Inoltre, la ricerca dimostra che il trasferimento di lacune da Nb2C a MoS2 porta alla modulazione della risposta ottica non lineare nell'eterostruttura. Dimostra anche che Nb2C/MoS2 ha caratteristiche di assorbimento ottico non lineare nel vicino infrarosso più forti e sintonizzabili rispetto al puro Nb2C. Il coefficiente di assorbimento non lineare di Nb2C/MoS2 è più del doppio di quello del puro Nb2C, come illustrato nella Figura 1. Questo studio presenta un approccio efficace per lo sviluppo di dispositivi optoelettronici a banda larga e modulatori ottici. In particolare, i risultati forniscono una solida base per l'utilizzo di MXeni, che presentano eccellenti prestazioni fotoelettriche, nel campo dell'optoelettronica.

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Questo lavoro è stato completato dal team dell'Hunan Key Laboratory of Nanophotonics and Devices presso la Central South University, guidato dal Prof. Jun He. Il team ha coltivato 5 giovani talenti a livello nazionale e 12 talenti a livello provinciale e ha costruito in modo indipendente un sistema di misurazione della spettroscopia fotoelettronica con risoluzione temporale al femtosecondo, risoluzione dello spin tridimensionale e risoluzione del momento energetico.

Prof. Jun Ha conseguito il dottorato di ricerca. presso la National University of Singapore nel 2006. In riconoscimento dei suoi successi, è stato insignito della National Outstanding Youth Science Foundation nel 2012 ed è stato selezionato come Furong Scholar Distinguished Professor della provincia di Hunan nel 2016. Attualmente, concentra la sua ricerca sull'ultraveloce fenomeni e ottica non lineare di materiali su scala nanometrica, nonché la fabbricazione laser a femtosecondi di micro-nanostrutture e transistor neuromorfici di materiale bidimensionale. Il suo vasto lavoro in questo settore ha portato alla pubblicazione di oltre 240 articoli su rinomate riviste internazionali come Nature Commun. e Fis. Rev. Lett., con oltre 6,700 citazioni.

Il dottor Yingwei Wang ha ottenuto il suo dottorato di ricerca. presso la Central South University nel 2017. Successivamente ha completato la formazione post-dottorato presso la Shenzhen University, la Jinan University e la Korea University. Attualmente è docente presso la School of Physics and Electronics della Central South University, dove concentra le sue ricerche sulla nanofotonica dei materiali a bassa dimensione. In riconoscimento dei suoi contributi nel campo, nel 2022 è stato insignito della Outstanding Youth Science Foundation della provincia di Hunan.

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Informazioni su Compuscript Ltd
Opto-Electronic Advances (OEA) è una rivista SCI mensile ad alto impatto, ad accesso aperto e sottoposta a peer review con un fattore di impatto di 8.933 (Journal Citation Reports for IF2021). Dal suo lancio nel marzo 2018, OEA è stata nel tempo indicizzata nei database SCI, EI, DOAJ, Scopus, CA e ICI e ha ampliato il suo comitato editoriale a 36 membri provenienti da 17 paesi e regioni (h-index medio 49).

La rivista è pubblicata dall'Istituto di ottica ed elettronica, Accademia cinese delle scienze, con l'obiettivo di fornire una piattaforma a ricercatori, accademici, professionisti, professionisti e studenti per impartire e condividere conoscenze sotto forma di documenti di ricerca empirici e teorici di alta qualità che coprono i temi dell'ottica, della fotonica e dell'optoelettronica.

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Contatti:
Conor Lovett
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