Nanotechnology Now - プレスリリース: MXenes の光学特性のブレークスルー - 二次元ヘテロ構造が新しいアイデアを提供

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OA 励起波長 (a) 2 nm および (b) 2 nm での Nb2C/MoS1300 および Nb1550C の Z スキャン結果。励起光強度下での対応する非線形透過率曲線を (c) と (d) に示します。 (e) 比較のために適合した非線形光学パラメータ。クレジット OEA

OA 励起波長 (a) 2 nm および (b) 2 nm での Nb2C/MoS1300 および Nb1550C の Z スキャン結果。励起光強度下での対応する非線形透過率曲線を (c) と (d) に示します。 (e) 比較のために適合した非線形光学パラメータ。クレジット
OAS

要約：
Opto-Electronic Advances の新しい出版物、10.29026/oea.2023.220162 では、MXene の光学特性における画期的な進歩について説明しています。

MXenes の光学特性の画期的な進歩 – 二次元ヘテロ構造が新しいアイデアを提供

中国四川省 | 投稿日: 12 年 2023 月 XNUMX 日

二次元層状材料は、強力かつ特徴的な光物質相互作用を示す新しい種類の材料であり、光電子デバイスやフォトニック素子における幅広い応用の可能性をもたらします。これらの材料には、グラフェン、遷移金属硫化物 (TMD)、黒リン (BP) などが含まれており、超高速かつ広スペクトルの応答、堅牢な励起子光学特性、調整可能な直接光学バンドギャップなどの優れた性能特性を示します。

MXene は、新たに発見された二次元層状材料の一種であり、魅力的で調整可能な光学的、化学的、電子的特性を示し、光電、光熱変換、太陽光発電などの分野で多様な用途を示します。さらに、MXene は強力な非線形光学応答を示し、その非線形光学吸収は厚さ、励起波長、および表面基によって調整できます。

さらに、二次元ヘテロ構造の構築は、二次元材料を利用するデバイスの光電子性能を向上させるための重要な戦略を表します。注意深い設計を採用することで、ヘテロ構造内の各コンポーネントの有利な特性を維持しながら、界面効果を介して電荷移動やエネルギー移動などの新しい特性を生成できます。

この記事の著者らは、線形光学特性と非線形光学特性の両方を強化した Nb2C/MoS2 ヘテロ構造を調製するための簡単で効果的な方法を提案しています。

この研究では、MoS2 ナノ結晶が Nb2C ナノシートの表面上にその場で成長することに成功し、その結果、二次元 Nb2C/MoS2 ヘテロ構造が構築されました。このヘテロ構造は、線形光学と非線形光学の両方において純粋な Nb2C よりも優れた性能を発揮することがわかりました。

この研究により、Nb2C の表面基が Nb2C/MoS2 の仕事関数を調節し、Nb2C と MoS2 の間の電荷移動とエネルギー配列に影響を与えることが明らかになりました。その結果、Nb2C/MoS2 は、異なる波長における Nb2C と MoS2 の利点を継承し、強化された広帯域光吸収特性を示します。

さらに、この研究は、Nb2C から MoS2 への正孔の移動がヘテロ構造における非線形光学応答の変調につながることを実証しています。また、Nb2C/MoS2 は純粋な Nb2C よりも強力で調整可能な近赤外非線形光吸収特性を備えていることも証明されています。図 2 に示すように、Nb2C/MoS2 の非線形吸収係数は純粋な Nb1C の XNUMX 倍以上です。この研究は、広帯域光電子デバイスおよび光変調器の開発に効果的なアプローチを示しています。特に、この発見は、オプトエレクトロニクスの分野で優れた光電性能を示すMXenesの利用に対する強力な基盤を提供します。

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この研究は、Jun He教授率いる中南大学湖南ナノフォトニクス・デバイス重点研究所のチームによって完了した。同チームは国家レベルの若手人材5名と省レベルの人材12名を育成し、フェムト秒時間分解能、三次元スピン分解能、エネルギー運動量分解能を備えた光電子分光測定システムを独自に構築した。

何潤教授が博士号を取得しました。 2006 年にシンガポール国立大学で博士号を取得しました。その功績が評価され、2012 年に国家優秀青少年科学財団を受賞し、2016 年には湖南省の芙蓉奨学生特別教授に選ばれました。現在は超高速研究に焦点を当てています。ナノスケール材料の現象と非線形光学、ならびにマイクロナノ構造と二次元材料ニューロモーフィックトランジスタのフェムト秒レーザー製造。この分野における彼の広範な研究により、Nature Commun などの有名な国際ジャーナルに 240 以上の論文が掲載されました。そして物理学。 Lett.牧師、6,700以上の引用。

Yingwei Wang 博士が博士号を取得しました。 2017 年に中南大学で博士号を取得。その後、深セン大学、済南大学、高麗大学で博士研究員研修を修了しました。現在、セントラルサウス大学の物理電子学部で講師を務めており、低次元材料のナノフォトニクスに重点を置いて研究を行っています。この分野への貢献が認められ、2022 年に湖南省優秀青少年科学財団賞を受賞しました。

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Compuscript Ltdについて
Opto-Electronic Advances (OEA) は、インパクトファクター 8.933 (IF2021 のジャーナル引用レポート) を持つ、影響力の高いオープンアクセスの査読付き月刊 SCI ジャーナルです。 2018 年 36 月の発足以来、OEA は SCI、EI、DOAJ、Scopus、CA、ICI のデータベースにインデックスを作成し、編集委員会を 17 の国と地域からの 49 人のメンバーに拡大しました (平均 h-index XNUMX)。

このジャーナルは、中国科学院光電子研究所によって発行されており、研究者、学者、専門家、実践者、学生に、以下の内容をカバーする高品質の実証的および理論的研究論文の形で知識を伝え、共有するためのプラットフォームを提供することを目的としています。光学、フォトニクス、オプトエレクトロニクスのトピック。

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