基于二硒化铂新型纳米器件高各向异性输运研究

低维材料是发展新一代电子技术和纳米器件的关键。低维二硒化铂(PtSe_(2))材料因具有制备方法简单、稳定性高、载流子迁移率高等优点而备受关注,被视为最有希望的电子器件候选材料之一。本研究采用密度泛函理论和非平衡格林函数相结合的第一性原理方法研究了低维PtSe_(2)材料的电子结构和输运性质,并沿不同的边界计算锯齿型和扶手椅型PtSe_(2)纳米带。结果表明,不同的条带宽度对锯齿型边界下的PtSe_(2)影响很小,其能带结构均为金属性;扶手椅型边界下表现出奇偶特性。同时,不同边界的PtSe_(2)纳米器件具有高各向异性,其中,锯齿型边界的PtSe_(2)纳米器件有更高的电流,并且表现出负微分电阻效应。

少层PtSe_(2)中光生载流子超快动力学研究

二维PtSe_(2)具备宽可调带隙、高稳定性等优点,在新型光电器件方面具有极大应用价值。利用时间分辨太赫兹光谱研究了不同厚度PtSe_(2)中的光生载流子超快动力学,发现该材料瞬态太赫兹光电导的幅度及其激发光强度依赖性随材料厚度的增加呈现出显著的非线性增加趋势。通过太赫兹光电导频谱分析,获得了光生载流子浓度、散射时间、背散射因子等动力学参数,并结合激发波长依赖的太赫兹弛豫动力学,推测束缚激子和自由载流子的竞争是引起这种厚度非线性关系的主要原因。此外,基于光泵浦-光探测光谱证明了PtSe_(2)中的激子效应及半导体-半金属转变。该工作演示了层数对PtSe_(2)中非平衡态动力学的有效调控,对贵金属基二维材料在光电器件方面的应用具有指导意义。

PtSe_(2)薄膜的时间分辨太赫兹光谱特性研究(特邀)

基于时间分辨太赫兹光谱技术,研究了不同厚度的二硒化铂(PtSe2)薄膜在太赫兹波段的光学特性。实验结果表明,当泵浦光功率从0增强至2540μJ/cm2时,11 nm-PtSe2薄膜的电导率逐渐增大,透射太赫兹信号强度减小;而197 nm-PtSe2薄膜的电导率逐渐减小,透射太赫兹信号强度增大。由此构造的光控太赫兹调制器件的调制速度约为14 ps,工作带宽为0.2-1.8 THz,调制深度为15%-35%。研究证明PtSe2薄膜材料在高速光控太赫兹器件领域具有应用潜力。