【摘 要】
：
以石墨烯（Gr）,过渡金属二硫族化合物（TMD）为代表的二维材料具有独特且有趣的物理、化学和机械性质。二维范德华异质结,可以将各二维材料的优势整合,被证明在先进的光电器件,光子学器件,自旋电子学器件和光电催化器件中有广阔的应用前景。作为必不可少的步骤,范德华异质结界面的电荷/能量转移动力学决定了二维光电器件,谷自旋器件和光电催化器件的性能,并引起了广泛的研究兴趣。本文更深入揭示了二维范德华异质结中
论文部分内容阅读
以石墨烯（Gr）,过渡金属二硫族化合物（TMD）为代表的二维材料具有独特且有趣的物理、化学和机械性质。二维范德华异质结,可以将各二维材料的优势整合,被证明在先进的光电器件,光子学器件,自旋电子学器件和光电催化器件中有广阔的应用前景。作为必不可少的步骤,范德华异质结界面的电荷/能量转移动力学决定了二维光电器件,谷自旋器件和光电催化器件的性能,并引起了广泛的研究兴趣。本文更深入揭示了二维范德华异质结中电荷/能量转移的机制,并发展了借助势垒层调制激发态动力学的方法。这极大弥补了之前研究中的不足,也为二维范德华异质结的激发态动力学绘画了清晰的物理图景,对优化基于二维范德华异质结的光电器件,谷自旋器件和光电催化器件的性能,促进其实际应用都有十分重要的指导意义。本文主要分为三个部分:第一部分为第二章,介绍实验方法和测试原理;第二部分包括第三章和第四章,主要围绕II型范德华异质结中电荷转移动力学展开;第三部分包括第五章和第六章,研究了二维范德华异质结中的能量转移机制。第三章研究了WSe2/WS2 II型范德华异质结界面的电荷转移动力学。瞬态光谱的结果表明异质结两层间的电子转移过程是稳固的,处于超快的时间尺度（30飞秒）,并不会受到外界介电环境的影响。结合温度无关的超快电荷转移过程,表明异质结中存在足够强的电子耦合现象,以至于电子转移过程是绝热地发生在超快的时间尺度内。通过第三章的研究,我们发现外部因素无法影响II型范德华异质结的电荷转移过程。第四章中,我们在WSe2/WS2的中间插入氮化硼以精确控制WSe2和WS2的间距。通过瞬态吸收光谱测试,我们发现层间电子和空穴转移速度（6）（（9））随着氮化硼厚度的增加（d）呈现指数衰减的趋势,与量子隧穿模型吻合。不仅如此,我们还发现氮化硼势垒层能有效延长范德华异质结的电荷分离态的寿命。这个研究表明,势垒层可以调制和优化范德华异质结的电荷转移动力学和复合寿命。最后,我们在第五章和第六章研究了二维范德华异质结中的能量转移机制。第五章研究了有重要光电应用前景的TMD/Gr异质结体系。光激发TMD层之后,从TMD到石墨烯的电子、空穴和激子转移过程都可能发生。传统的瞬态吸收光谱仅能探测载流子数目的信息而不能区分载流子的物种,因此无法得到准确的能量转移机制。单层TMD独特的自旋谷耦合现象给载流子赋予一个新的光谱上可被探测的谷自旋自由度。我们用手性瞬态光谱,结合光激发载流子的数目和极化度的信息,成功分辨了激发态载流子的物种（电子或空穴或激子）,解析出了不同物种的动力学行为。我们发现,在TMD/Gr异质结中,电子和空穴以不对称电荷转移机制（电子和空穴的转移速度不相同）转移进入石墨烯中,而非F?rster和Dexter能量转移机制。第五章证明了手性瞬态吸收光谱可用于探究界面电荷/能量转移机制。在第六章中,我们用此方法研究了I型范德华异质结（WS2/Mo Te2）,发现其能量转移机制也是不对称电荷转移,而非F?rster和Dexter能量转移机制。我们设计精巧的WSe2/WS2/Mo Te2能带排布,用WSe2层控制光生空穴的动力学行为,发现WS2向Mo Te2的电子转移动力学与WSe2空穴隧穿动力学密切相关,电子空穴因库伦作用力的牵引作用而耦合在一起。空穴的位置决定了电子的命运,这也解释了WS2/Mo Te2异质结中两步电荷转移的能量转移机制。这个研究揭示了库仑相互作用对激发态动力学的影响,证明了时间空间耦合的电子-空穴动力学行为。
其他文献
纪录片诞生于电影出现之初,其作为影视门类的重要分支一直受到学界相当的关注。与日渐丰富和兴盛的纪录片创作实践相比,纪录片理论与批评的跟进则相对滞后,直到上个世纪80年代开始,这一现象才得到较大改观。本论文属于纪录片本体论研究,全文由六个章节组成。笔者尝试以具身性理论阐释纪录片的机制和文本,从而触及纪录片的本质讨论。其目的是为了更深层挖掘纪录片丰富的可能性,在身体视阈下拓展思考,并尝试建构纪录片具身性
高光谱遥感不仅能够获取被观测地物在空间维度上的几何形态信息,还能够在光谱维度上于每个像元处获取到一条能够反映地物真实理化特征的连续光谱曲线。这种特点使得高光谱遥感被广泛应用于资源环境调查与国防安全等领域。目标探测是高光谱图像信息提取领域中重要的研究内容之一,它在抑制背景地物的同时,从图像中提取出感兴趣的目标地物。目标探测算法旨在获得某种映射,该映射下的目标与背景具有更高的可分性。然而,受到混合像元
无线电能传输（Wireless Power Transfer,WPT）技术是基于近场耦合原理,利用磁场代替传统导体,以非接触方式实现电能传输的新型供电技术。在一些特殊应用场合,如潮湿隧道,矿场以及海底,电缆极易受到腐蚀,严重时会引起爆炸火灾。WPT技术能够解决传统导线电能传输直接接触时带来的问题,具有安全可靠、灵活、美观等优势。通常情况下,WPT系统的负载变化范围较宽,如何保证在宽负载变化范围内实
全球经济的大力发展拉动了能源在当今各国战略局势和经济形势的地位。作为世界上最主要的工业生产原料之一,也作为最具金融属性的非再生性资源,原油价格的波动受到了市场供需关系、股票外汇市场和全球政策走向的影响,同时它本身带来的油价冲击对各国经济和金融市场的影响也不可小觑。随着原油本身的金融化程度加深,其与金融市场上的资产定价、投资组合选择、套期保值策略和风险管理等金融交易的联系愈发紧密,因此摸索和洞悉原油
研发高性能负极材料是开发高比能锂离子电池（LIB）的重要研究方向。然而,基于转化反应或合金化反应的高容量负极材料在脱嵌锂过程中具有巨大的体积变化,从而造成电极结构不稳定和严重的容量衰减。虽然通过纳米化、造孔、碳包覆等策略可以显著提升合金化负极材料的循环性能,但纳米材料较低的振实密度和过大的比表面积反而会降低电极的体积比容量和库伦效率。此外,鉴于锂的储量和成本问题,钠离子电池（SIB）由于较低的成本
高速列车已成为现代社会的一种重要交通工具,其中良好的弓网交互特性是实现高速列车安全稳定运行的重要保证。在实际运行中,弓网系统将不可避免地受到横风影响,同时在高寒、高湿等气候复杂地区,接触网会出现因覆冰而改变自身气动特性等行为,从而在横风作用下发生舞动,影响弓网交互甚至导致接触网设施的破坏。因此,开展横风作用下弓网耦合系统复杂动力学行为研究尤为必要。本文发展了三维受电弓-非线性覆冰接触网耦合模型,其
二向反射特性（Bidirectional Reflectance Distribution Function,BRDF）遥感建模是在研究电磁波与地物相互作用的基础上,建立遥感观测的电磁波辐射信息与地表空间结构、地物属性、太阳入射几何及传感器观测几何等参量之间定量关系的模型,是理解地表方向反射率和反演地表生物物理/生物化学参量的理论基础。目前,二向反射特性遥感建模在平坦地表和崎岖地表上均有探究,并发
青藏高原水汽输送和水汽循环过程的变化对青藏高原及周边地区水循环具有重要影响。从水汽源-输送通道-水汽汇的角度,印太暖池-大气-青藏高原共同构成了水汽输送全过程,表现为半球尺度的海-气-陆复杂的水汽循环系统。然而,目前对青藏高原水汽输送与印太暖池海气作用关系的认识尚不充分,水汽源和输送过程时空变化并未刻画,关于印太暖池水热活动变化影响高原水汽输送的研究仍然缺乏。基于多源再分析资料、遥感和观测资料,本
生存分析在许多领域被用于数据分析,尤其是在医学和生物科学领域应用广泛。此时,关注的事件往往是死亡、疾病的发病或疾病症状的消失,事件发生的时间称之为失效时间。部分区间删失数据是生存分析中一类常见且复杂的数据类型,该数据中一些失效时间能被精确地观测到,而另一些失效时间只知其在某区间内。一般来说,右删失和区间删失都可以看作部分区间删失的特例。由于部分区间删失数据独特的数据结构和复杂的删失机制,对其进行分
高速远程滑坡是指高陡斜坡上大规模基岩岩体失稳后以快速或极快速的速度,以岩屑流的形式似流体状态长距离的运动过程。高速远程滑坡虽然发生频率较低,但危害性巨大。高速远程滑坡在碎屑化作用下,从源区较为完整的节理岩体,到临近停积前高度破碎的岩屑体,期间经历了由于岩块逐渐破碎而导致的持续内部结构演变与运动形式变化,即所谓的破碎相依渐进相变过程。破碎相依渐进相变既是滑体特殊内部堆积结构形成的前提条件之一,亦被认