【儀表網 研發快訊】近期，上海科技大學物質科學與技術學院劉偉民課題組通過瞬態吸收顯微鏡技術，對單層MoS2中的熱載流子空間非均勻熱聲子瓶頸效應及其對載流子輸運的影響進行了深入探究，相關研究成果發表于國際學術期刊Nano Letters。
過渡金屬硫族化合物(TMDs)作為一種新興的二維材料，因其獨特的物理和化學特性，近年來在納米電子學、光電子學和能源存儲等領域展現出廣闊的應用前景。尤其是單層MoS2，由于其具有直接帶隙半導體特性，被認為是下一代電子和光電器件的理想材料，理解該材料中載流子的傳輸特性，對于提升器件性能和開發新功能頗為關鍵。
劉偉民課題組利用瞬態吸收顯微鏡對室溫下單層MoS2的載流子擴散動力學進行了研究。實驗結果顯示，動力學起初呈現熱載流子的超快擴散，隨后出現反常的負擴散現象，并最終演變為緩慢的帶邊激子擴散。研究團隊通過實驗證明，這種反常的負擴散過程是由于泵浦激光光強高斯分布引起激發區域的熱聲子瓶頸效應的非均勻分布所致，隨著激光中心向邊緣移動、光強減弱，熱載流子冷卻速率加快。該發現為研究和理解二維TMDs中的熱載流子擴散動力學提供了新思路，對深入理解這一現象內在屬性對于更好地控制和利用二維材料中的熱載流子至關重要。
圖1 激光激發20ps時間窗口內，單層MoS2中載流子空間擴散示意圖
上海科技大學為本項成果的第一完成單位。上科大物質學院2020級博士研究生魏小凡、2020級碩士研究生王子涵以及博士后王子鈺為該論文共同第一作者。上海科技大學紀清清教授與上海科技大學劉偉民教授為共同通訊作者。
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