中国科学院上海光学精密机械研究所(简称:上海光机所)成立于1964年5月,是我国建立最早、规模最大的激光科学技术专业研究所。发展至今,已形成以探索现代光学重大基础及应用基础前沿、发展大型激光工程技术并开拓激光与光电子高技术应用为重点的综合性研究所。研究...
截至2023年12月,上海光机所在职职工1042人(其中高级专业技术人员530人),博士后114人。包括:两院院士7人(其中发展中国家科学院院士3人)、中国科学院外籍院士1人,国家重点研发计划首席科学家9位、国家重大专项副总设计师2人、国家重大专项总体专家组成员9人、全国创新争先奖状2人、何梁何利基金科学与技术进步奖1人、中国青年科技奖(特别奖)1人、国家杰出青年基金获得者7人、国家优秀青年基金获得者4人、1个团队连续获得2项国家基金委创新研究群体支持、国家特支计划领军人才入选者6人、国家特支计划青年拔尖人才入选者5人……
中国科学院上海光学精密机械研究所(简称:上海光机所)是我国建立最早、规模最大的激光专业研究所,成立于1964年,现已发展成为以探索现代光学重大基础及应用基础前沿研究、发展大型激光工程技术并开拓激光与光电子高技术应用为重点的综合性研究所。重...
上海光机所国际合作工作始终围绕上海光机所的主责主业,以服务重大任务和国家需求为牵引,强化目标导向,注重内外集成协同,加强重大国际合作任务的谋划。坚持“战略布局,需求牵引,技术引领,合作共赢”的原则,基于科技部授予的国家国际科技合作基地及本单位学科技术优势,围绕“一带一路”国家倡议,深化拓展与发达国家实质性合作,夯实海外机构建设,积极培育和发起国际大科学计划,加强国际组织任职推荐,组织相关国际会议等,汇聚各类国际人才,建立以“平台-人才-项目-组织”合作模式,融入全球创新合作网络,助力上海光机所成为国际一流科研机构。上海光机所国际合作一直得到所领导的高度重视,历届所长亲自主管国际合作。1972年,上海光机所接待诺贝尔奖的美籍华裔科学家杨振宁,标志着我所第一次对外开放。2007年,被科技部首批授予“科技部国际科技合作基地”。2016年,科技部首次对全国2006-2008年间认定的113家国际合作基地进行了评估,上海光机所获评“优秀”。2021年,科技部首次对全国719家国际合作基地进行了评估,上海光机所持续获评“ 优秀”。王岐山副主席到上海光机所视察时,对上海光机所近几年取得的系列科技成果,以及重大国际合作项目“中以高功...
作为我国建立最早、规模最大的激光科学技术专业研究所,和首批上海市科普教育基地之一,中国科学院上海光学精密机械研究所(简称:上海光机所)在致力于科技创新的同时,十分重视科普工作。多年来,上海光机所借助科研院所强大的科普资源优势,围绕光学与激光科学技术,积极开展公众开放日、科普讲座、科技课堂、科普作品创...
超强激光科学卓越创新简报
(第三十六期)
2019年8月14日
上海光机所在二维材料双光子吸收层数依赖特性研究方面取得进展
近期,上海光机所微纳光电子功能材料实验室王俊研究员课题组在二硫化钼(MoS2)简并双光子吸收的层数依赖特性研究方面取得进展,为过渡金属硫化物的非线性光学性质研究、以及在光子学方面的应用提供了理论和实验指导。相关研究成果发表在[Photonics Research 7, 762-770 (2019)]。
二维过渡金属硫化物由于面内具有非常强的量子限制效应,使得受激发的电子-空穴对的库仑相互作用很强,从而表现出独特的非线性光学特性,包括高次谐波产生、超快饱和吸收、光学限幅、多光子吸收等。然而,带隙大小随层数的调制和激子效应对材料非线性吸收的影响等问题一直困扰着这些材料发展,限制了它们在微/纳米光调制器、光开关和光束整形器件中的应用。
该项研究中,科研人员通过机械剥离技术制备了单层、少层和多层MoS2纳米片,利用显微强度扫描(micro-I-scan)技术研究了其双光子吸收特性。采用均匀加宽双光子吸收饱和模型进行拟合,发现从单层到少层(4层),双光子吸收系数迅速减小,而从少层到多层(25层),双光子吸收系数逐渐增大。结合二维过渡金属硫化物中激子的非氢模型和半导体中的双光子吸收随带隙变化的规律,考虑二维材料体系中的非局域节点屏蔽效应,推导出了2p激子暗态和导带的带边随层数逐渐红移的变化规律:随着层数增加,准粒子带隙和激子暗态能级逐渐减小,激子结合能也急剧下降,直到层数增加到25层,其准粒子带隙接近于块体MoS2。双光子吸收系数从单层到2-4层的急剧下降可归因于2p激子暗态的共振吸收和失谐。另外,通过波长可调谐的光学参量放大装置,证明了导带中的子带共振现象,也进一步证实了双光子吸收与能带结构的关系。
图1 不同层数MoS2的双光子吸收系数
图2 MoS2中准粒子带隙(Eg)和A激子的第一激发态(En=2)随层数的变化关系
相关工作得到了中科院、基金委和上海市科委的项目支持。(微纳光电子功能材料实验室供稿)
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