【摘 要】
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原子级厚度的二维材料具有许多奇特的性质,为材料科学的基础研究和光电器件的应用提供了全新的方向。石墨烯在常温下具有优越的稳定性、电子迁移率和光电响应性能,已被广泛应用于光电子、太阳能电池、微纳器件、传感器、催化等领域。由于高度对称的晶格结构,石墨烯面内各向异性较差,对可见光范围内偏振光的光学响应较弱,限制了其在偏振探测方向的应用。目前,通过将不同种类的二维材料堆叠在一起形成范德瓦尔斯异质结构（van
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原子级厚度的二维材料具有许多奇特的性质,为材料科学的基础研究和光电器件的应用提供了全新的方向。石墨烯在常温下具有优越的稳定性、电子迁移率和光电响应性能,已被广泛应用于光电子、太阳能电池、微纳器件、传感器、催化等领域。由于高度对称的晶格结构,石墨烯面内各向异性较差,对可见光范围内偏振光的光学响应较弱,限制了其在偏振探测方向的应用。目前,通过将不同种类的二维材料堆叠在一起形成范德瓦尔斯异质结构（van der Waals Heterostructure,vdWH）,可以改变材料的能级结构,改善光电响应速率和电子迁移率,优化结构性能。过渡金属硫族化合物（TMDs）在光电检测、催化、传感和场效晶体管等众多领域展示出巨大的应用潜力。作为TMDs材料家族中一名重要的成员,二硫化铼（ReS2）与传统TMDs材料如二硫化钼（MoS2）不同,具有独特的扭曲三斜（1T’）晶体结构。本论文构建了石墨烯/二硫化铼（Graphene/ReS2）垂直型范德瓦尔斯异质结构,通过对异质结构角分辨偏振拉曼光谱的测量,发现了ReS2可以诱导石墨烯产生异常极化拉曼散射,实现了石墨烯对可见光的偏振光学响应。同时,石墨烯2D峰偏振拉曼强度最大值对应方向和ReS2 Ag~1振动模式极化方向垂直,并可以通过改变异质结构中ReS2的铼链方向实现对石墨烯异常极化拉曼散射光谱的调控。该结果为石墨烯的应用提供了新的思路,并为新型光学偏振探测器件的设计提供了支持。论文主要研究内容如下:1、应用化学气相沉积法制备了原子级厚度的高品质单层ReS2,并通过光学显微镜（OM）、原子力显微镜（AFM）、以及偏振拉曼光谱等进行了结构和振动光谱表征。通过收集ReS2在不同旋光激发下的拉曼光谱,获得了不同拉曼峰位的g因子。2、通过湿化学转移法构建了Graphene/ReS2垂直异质结构,并对异质结构的角分辨偏振拉曼光谱进行了测量。结果发现,异质结构中的石墨烯2D峰出现极化拉曼偏振特性,石墨烯2D峰偏振拉曼强度最大值对应方向和ReS2Ag~1振动模式极化方向垂直。进一步对异质结构中ReS2相邻子晶畴进行测量,发现相邻ReS2子晶畴铼链方向相差60度,同时异质结构中石墨烯2D峰拉曼强度最大值的对应方向也相差60度。
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