近日，中科院大連化物所金玉奇研究員、李剛研究員等與新加坡南洋理工大學(xué)于霆教授和復(fù)旦大學(xué)叢春曉教授合作，在二硫化鎢谷極化特性研究方面取得新進(jìn)展，相關(guān)研究成果以內(nèi)封面文章形式在英國皇家化學(xué)學(xué)會(huì)出版社的Nanoscale Horizons雜志上發(fā)表。
利用能谷自由度作為信息載體的谷電子學(xué)近年來吸引了科研人員的廣泛關(guān)注，其在谷電子學(xué)器件領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用前景?？刂齐娮釉诓煌芄戎械臄?shù)量，進(jìn)而產(chǎn)生谷極化是制成谷電子學(xué)器件的先決條件，因此探索具有魯棒性谷極化特性的材料成為該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。原子層薄的二硫化鎢中，導(dǎo)帶和價(jià)帶邊緣均具有兩個(gè)能量簡并的谷，是一種實(shí)現(xiàn)谷電子學(xué)的潛在材料。雙層二硫化鎢不但具有比單層二硫化鎢還要高的谷極化值，而且其可調(diào)的層間耦合作用為調(diào)控二硫化鎢的光學(xué)特性提供了額外的自由度，因此在谷電子學(xué)研究中受到了廣泛的關(guān)注。然而，科研人員對(duì)于雙層二硫化鎢中魯棒性谷極化特性的準(zhǔn)確機(jī)理的認(rèn)識(shí)仍十分有限，這極大地限制了二硫化鎢在谷電子學(xué)器件中的應(yīng)用。
研究團(tuán)隊(duì)對(duì)不同襯底上具有不同層間堆垛結(jié)構(gòu)的雙層二硫化鎢樣品進(jìn)行了系統(tǒng)的變溫圓偏振光致發(fā)光光譜研究，并首次報(bào)道了間接帶隙發(fā)光峰強(qiáng)度與谷極化特性的關(guān)系。研究表明，聲學(xué)模對(duì)于能谷極化過程起到了重要作用，這類振動(dòng)模式在間接帶隙躍遷過程中的消耗促成了雙層二硫化鎢中的顯著谷極化特性。
本項(xiàng)工作觀察到的通過層間距可調(diào)的能谷極化特性，闡明了電聲耦合在谷間散射過程中的重要作用，進(jìn)而在未來開發(fā)基于二維材料的谷電子學(xué)器件具有科學(xué)指導(dǎo)意義。
該工作得到了中國博士后科學(xué)基金面上項(xiàng)目、中科院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新基金項(xiàng)目和我所優(yōu)秀博士后基金項(xiàng)目的資助。
