一个集力学和光学实验于一体的综合物理实验

本文简述了利用旋转液体测量重力加速度的原理,介绍了测量重力加速度的方法,给出旋转液体凹表面的焦距与旋转周期的关系以及利用其液面成像的方法。

旋转液体实验装置的设计

对如何利用旋转液体这一有趣现象进行物理实验作了探索 ,设计出一套用于进行旋转液体实验的仪器 ,并介绍了该仪器的设计思路及特点 .

碲化钨薄膜的红外近场光学成像

研究了过渡金属硫族化合物碲化钨的近场光学响应,通过Drude-Lorentz模型拟合得到其块材在室温下的介电常数,并利用有限偶极模型计算出碲化钨样品与金刚石基底的近场散射信号比。当样品边缘未出现散射信号增强时,实验结果与理论模型符合较好;当样品边缘出现信号增强现象时,理论模型与实验观测结果不符,说明这部分样品的光学性质并不能完全由块材所描述,从而推测样品表面具有与块材无耦合作用的碲化钨纳米薄层,同时对在样品边缘很强的近场散射信号给出了可能的解释。这个工作为今后对拓扑材料的光学研究提供了参考。

二维黑磷的光学性质

黑磷是继石墨烯、过渡金属硫族化合物(TMDCs)之后又一个备受关注的二维材料.黑磷从单层到块材都是直接带隙半导体,且带隙从单层的1.7 eV一直随着层数的增加而减小,到块材则变为0.3 eV,涵盖了可见光到中红外波段,恰好填补了石墨烯和过渡金属硫族化合物的带隙在该波段的空白.同时,黑磷还具有很高的载流子迁移率、良好的调控性、面内各向异性等优异特性,很快便引起了人们广泛的研究兴趣.本论文主要介绍了当前有关二维黑磷光学性质方面的研究进展,包括黑磷的本征光学性质,如带间跃迁吸收、激子、光致发光、光学性质的稳定性;外界微扰,如应变、电场等对黑磷光学性质的影响;最后做了总结与展望.希望本文对黑磷光学性质研究的综述,能够引起对黑磷研究的更广泛兴趣.

WTe2在室温下的红外纳米成像

本文用扫描散射近场光学显微镜(s-SNOM)在室温下研究了碲化钨(WTe 2)的近场光学响应,利用有限偶极模型计算了WTe 2样品与金刚石基底的近场散射信号比,发现观测结果并不能完全由块材所描述,从而推测出样品表面具有与块材无耦合作用的WTe 2纳米薄层,并对在样品边缘发现的很强的亮纹做出了可能的解释.这个工作为今后对拓扑材料的光学研究提供了参考.

拓扑材料等离激元谱学研究

等离激元光子学是现代光电子科学重要的组成部分.除了传统的基于贵金属的等离激元研究,随着新材料的快速发展,越来越多具有新颖的等离激元性质的材料被发现.典型的例子是具有高局域性和可调节性的石墨烯等离激元.随着拓扑理论和实验的快速发展,与石墨烯一样具有狄拉克线性色散的拓扑材料的等离激元光谱研究也取得了长足的进步.本文首先介绍拓扑绝缘体和拓扑半金属的等离激元的谱学实验进展,特别是光谱方面的进展.随后对更多的有潜力适合二维等离激元研究的拓扑材料进行了展望.

二维材料WTe2薄膜中的天然双曲等离激元

当光照射在金属表面时,在动量和能量匹配的条件下,电磁波会与材料中自由电子相互作用形成在金属—介质表面传播的电子集体振荡模式,即表面等离子体极化激元(以下简称等离激元)。等离激元的两个特征尺寸:沿表面的传播波长和垂直于表面的隐式波延伸长度,都远小于真空中光的波长。