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二维材料二硒化钯线性二色性转换行为的直接观察
发表时间:2020-04-18  点击:359

 二维材料二硒化钯线性二色性转换行为的直接观察

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一、摘要

至今,在二维材料中如何实现线性二色性转换行为仍然是个挑战课题。 针对此问题,中南大学刘艳平教授,何军教授,澳大利亚悉尼大学的刘宗文教授联合开展相关工作。在国际上首次成功演示了使用偏振分辨吸收光谱法在二硒化钯(PdSe2)中观察到独特的线性二向色性(LD)转换现象,该转换行为出现在472 nm波长处。472 nm波长两端的偏振吸收趋势完全相反,具体表现为364 nm和532 nm极坐标中的偏振吸收图恰好相差90°,意味着该材料在垂直x-y轴向上不能同时吸收可见光和紫外光。这种特殊的LD转换行为在极化敏感光电子器件、波长可调光电探测器和偏振热成像领域具有广阔的应用前景。
此外,使用高分辨拉曼光谱技术得到极化分辨拉曼光谱,其中Ag和B1g模式展现出强劲的周期性并可快速判别其晶轴,与理论计算对称性分析非常吻合,这表明二维材料PdSe2具有很强的本征LD效应,同时为宏观层面上确定晶体取向提供了可靠的依据。该论文“Direct Observation of Linear Dichroism Transitionin Two-dimensional Palladium Diselenide ”发表在《Nano Letters》期刊上。

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1.论文封面

二、研究背景

线性二色性是主要用于研究分子功能和结构的光谱技术。LD可以通过平行或垂直于一个取向方向轴的光吸收的差异测得。LD的测量基于光和物质之间的相互作用,是电磁光谱的一种形式,如今主要应用在研究生物高分子(如DNA)及人工合成的聚合物方面。各向异性光子材料中的LD转换广泛应用于选择性偏振-波长探测器、光开关和光通信等领域。在传统的二维(2D)各向异性材料中,由于材料的对称性降低而出现的LD在宽光谱范围内呈现的是单轴现象。 PdSe2是一种天然的各向异性2D材料,具有褶皱的五边形晶格结构,空气稳定性高,这使其在LD研究中具有明显的优势。PdSe2光学吸收呈现各向异性特征,具有较高的x-y轴吸光比(364 nm处为1.11,532 nm处为1.15,633 nm处为0.84)。 该团队成功制备出大面积高质量的单层及少层PdSe2样品,通过偏振分辨吸收光谱法在472 nm波长处成功观察到独特的LD转换现象。并证实PdSe2具有高空气稳定度、强各向异性、强层间耦合等特性,提供了一种快速无损判别各向异性二维材料晶界和晶格取向的方法,为二维各向异性材料在偏振光学,凝聚态物理和新概念器件方面的理论研究和实际应用奠定了基础。其独特的LD转换特性与内在的LD效应相结合,使得PdSe2成为多光谱成像、传感、偏振敏感和波长可控等光电应用技术创新的潜在候选者。

三、工作简介

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2.  少层PdSe2的结构示意图和光学表征

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3   少层PdSe2的拉曼光谱表征

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4. 三层PdSe2的极化分辨拉曼光谱图

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5.三层PdSe2的各向异性拉曼表征

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6  三层PdSe2的三维极化分辨拉曼光谱图


四、文献信息

文献名称:Direct Observation of Linear Dichroism Transition in Two-dimensional Palladium Diselenide (Nano letters, 2020-01-16

DOI:10.1021/acs.nanolett.9b04598)

文献链接:http://pubs-acs-org-s.vpn.njust.edu.cn:8118/doi/10.1021/acs.nanolett.9b04598

 


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