題目： 二維材料光與物質(zhì)相互作用的調(diào)控研究
報(bào)告人：李梓維 副教授（湖南大學(xué)） 
時(shí)  間：2018年10月26日(周五)下午1:00-2:30
地  點(diǎn)：北京理工大學(xué)中心教學(xué)樓602

摘要：
二維材料因其獨(dú)特的電學(xué)和光學(xué)性質(zhì),，是近年來(lái)研究的熱點(diǎn)材料,。由于其具有原子尺度的超薄厚度，二維材料中光與物質(zhì)的相互作用極為有限（吸收可見光效率<8%）,，實(shí)現(xiàn)二維材料光與物質(zhì)的有效調(diào)控有助于理解低維材料中的光物理機(jī)理和新型光電子器件的應(yīng)用,。調(diào)控二維材料的光與物質(zhì)相互作用的主要途徑有表面等離激元耦合,、光學(xué)微腔增強(qiáng)、異質(zhì)結(jié)構(gòu)建等,。單層二硫化鉬（MoS2）是一種典型的二維半導(dǎo)體材料,，具有直接帶隙的光吸收和可見光波段的熒光發(fā)射，是制備光發(fā)射器件的理想材料,。此前,，已有相關(guān)報(bào)道利用納米結(jié)構(gòu)增強(qiáng)和調(diào)控單層MoS2的熒光發(fā)射，但利用光的不同偏振狀態(tài)動(dòng)態(tài)地操控?zé)晒獍l(fā)射少有報(bào)道,，這將有利于二維光控光器件研究和發(fā)展,。本工作創(chuàng)新性地制備螺旋結(jié)構(gòu)的納米天線，自旋光與該螺旋結(jié)構(gòu)作用發(fā)生自旋軌道耦合效應(yīng),，通過調(diào)控結(jié)構(gòu)的環(huán)數(shù),、結(jié)構(gòu)的尺寸、激發(fā)光的強(qiáng)度等條件來(lái)動(dòng)態(tài)操控近場(chǎng)的電磁場(chǎng)強(qiáng)度,。由于MoS2中的激子與表面等離激元相互作用會(huì)形成耦合激子（exciton-plasmon）,，顯著增強(qiáng)了熒光效率，在強(qiáng)的電磁場(chǎng)下可獲得超10倍的熒光信號(hào)增強(qiáng),。在物理機(jī)理上,，運(yùn)用Majorana球模型對(duì)自旋軌道耦合產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)相位和幾何相位進(jìn)行了詳細(xì)解釋和分析。最終運(yùn)用該原理,，實(shí)現(xiàn)了旋光可控的平面發(fā)光陣列,，改變光的偏振態(tài)可以動(dòng)態(tài)調(diào)控字母“PK”的明文和暗文發(fā)光。除此之外,，加工設(shè)計(jì)手性周期超構(gòu)材料,，有望對(duì)谷極化熒光進(jìn)行選擇操控。二維材料被夾在金屬層和超構(gòu)表面之間的電介質(zhì)層中。超構(gòu)材料在左/右旋圓偏振光激發(fā)下,，呈現(xiàn)不同的近場(chǎng)超旋電磁場(chǎng)模式,。由于材料激子與超旋電磁場(chǎng)共振耦合作用不同。左旋圓偏振光激發(fā)下,，二硫化鉬的谷偏振度從25%增強(qiáng)到43%,，右旋光圓偏振激發(fā)時(shí)，二硫化鉬的谷偏振度從25%降低到20%,。該工作實(shí)現(xiàn)了手性超構(gòu)材料對(duì)二維材料谷激子熒光效率的調(diào)控作用,，突破材料自身非各向異性限制，實(shí)現(xiàn)了手性的谷極化度探測(cè),。同時(shí),，弱化了谷極化熒光的激發(fā)條件，并首次利用線偏振光成功觀測(cè)到谷極化熒光現(xiàn)象,。

簡(jiǎn)歷：
李梓維博士,，湖南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院副教授、岳麓學(xué)者,。2013于吉林大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院,，取得工學(xué)學(xué)士學(xué)位，同年保送至北京大學(xué)前沿交叉學(xué)科研究院,、物理學(xué)院攻讀理學(xué)博士學(xué)位,，導(dǎo)師為方哲宇研究員。2017年在英國(guó)伯明翰大學(xué)超材料中心訪問,，師從超構(gòu)材料領(lǐng)域的專家,，張霜教授。2018年6月取得北京大學(xué)凝聚態(tài)物理理學(xué)博士學(xué)位,，同年7月加入湖南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院工作,，特聘為副教授。主要研究領(lǐng)域?yàn)槎S材料,、納米光子學(xué),、新型光電子器件。利用穩(wěn)態(tài),、瞬態(tài)光譜探測(cè)技術(shù)和微納加工方法，制備和表征二維異質(zhì)結(jié)材料的物理,、化學(xué)性質(zhì),，研究材料內(nèi)部的載流子轉(zhuǎn)換、激子動(dòng)力學(xué),、谷熒光發(fā)射,、表面等離激元共振等。近年來(lái)，共發(fā)表SCI論文20篇,，作為第一作者及共同第一作者發(fā)表論文7篇,，包括Advanced Materials ，Nano Letters,，ACS Nano,，Nanoscale等。其中利用手性納米結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)二維材料的熒光發(fā)射調(diào)控相關(guān)工作受到編輯部的高度評(píng)價(jià),，被ACS Nano: 'In Nano'特刊,、Advanced Materials "video abstract"，Wiley Materials Views China,、Design for Science等國(guó)內(nèi)外科學(xué)網(wǎng)等新聞媒體多次報(bào)導(dǎo),。

聯(lián)系方式：物理學(xué)院辦公室 （68912131）
邀請(qǐng)人：路翠翠 副研究員
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