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超薄二维黑磷材料的制备及其光学性质研究

徐靖银  
【摘要】:超薄二维黑磷是最近涌现的一种新型直接带隙半导体材料,同时具有高载流子迁移率和开关比,兼具石墨烯和二维过渡金属硫化物的优点。但作为一种全新材料,二维黑磷在制备方法上面临巨大挑战,在光电应用方面才刚刚开始,在非线性光学方面的研究更是还处于初级阶段。本文采用小分子超声辅助法液相剥离制备尺寸和形貌可控的超薄二维材料,并结合时间分辨光谱等技术研究其非线性光学性质。本论文的研究工作内容主要分为以下几个部分:1.研究背景及文献综述。2.本文采用小分子超声辅助液相剥离制备超薄二维黑磷材料,并对所制备的二维黑磷分别进行了尺寸形貌、结构以及光学表征。3.采用稳态及瞬态时间分辨光谱技术,研究二维黑磷材料在电子转移及能量传递方面的性质,结果表明黑磷和有机染料曙红分子之间可发生电子传递,在光催化、光伏电池领域具有应用潜力。4.采用开孔Z-扫描测试初步研究了超薄二维黑磷纳米材料在溶液中的三阶非线性光学性质。结果表明,制备的二维黑磷材料在532 nm以及1064 nm的宽波段内表现为饱和吸收性质,溶液的线性透过率以及激光的能量都对二维黑磷材料的饱和吸收性质产生影响。5.对本论文工作进行了总结,并展望了所制备超薄二维黑磷材料在非线性光学领域的应用前景。


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