題目： 二維材料光與物質(zhì)相互作用的調(diào)控研究
報告人：李梓維 副教授（湖南大學(xué)） 
時  間：2018年10月26日(周五)下午1:00-2:30
地  點：北京理工大學(xué)中心教學(xué)樓602

摘要：
二維材料因其獨特的電學(xué)和光學(xué)性質(zhì),，是近年來研究的熱點材料,。由于其具有原子尺度的超薄厚度,，二維材料中光與物質(zhì)的相互作用極為有限（吸收可見光效率<8%）,，實現(xiàn)二維材料光與物質(zhì)的有效調(diào)控有助于理解低維材料中的光物理機(jī)理和新型光電子器件的應(yīng)用。調(diào)控二維材料的光與物質(zhì)相互作用的主要途徑有表面等離激元耦合,、光學(xué)微腔增強(qiáng),、異質(zhì)結(jié)構(gòu)建等。單層二硫化鉬（MoS2）是一種典型的二維半導(dǎo)體材料,，具有直接帶隙的光吸收和可見光波段的熒光發(fā)射,，是制備光發(fā)射器件的理想材料。此前,，已有相關(guān)報道利用納米結(jié)構(gòu)增強(qiáng)和調(diào)控單層MoS2的熒光發(fā)射,，但利用光的不同偏振狀態(tài)動態(tài)地操控?zé)晒獍l(fā)射少有報道，這將有利于二維光控光器件研究和發(fā)展,。本工作創(chuàng)新性地制備螺旋結(jié)構(gòu)的納米天線,，自旋光與該螺旋結(jié)構(gòu)作用發(fā)生自旋軌道耦合效應(yīng)，通過調(diào)控結(jié)構(gòu)的環(huán)數(shù),、結(jié)構(gòu)的尺寸,、激發(fā)光的強(qiáng)度等條件來動態(tài)操控近場的電磁場強(qiáng)度。由于MoS2中的激子與表面等離激元相互作用會形成耦合激子（exciton-plasmon）,，顯著增強(qiáng)了熒光效率,，在強(qiáng)的電磁場下可獲得超10倍的熒光信號增強(qiáng)。在物理機(jī)理上，運用Majorana球模型對自旋軌道耦合產(chǎn)生的動態(tài)相位和幾何相位進(jìn)行了詳細(xì)解釋和分析,。最終運用該原理,，實現(xiàn)了旋光可控的平面發(fā)光陣列，改變光的偏振態(tài)可以動態(tài)調(diào)控字母“PK”的明文和暗文發(fā)光,。除此之外,，加工設(shè)計手性周期超構(gòu)材料,，有望對谷極化熒光進(jìn)行選擇操控,。二維材料被夾在金屬層和超構(gòu)表面之間的電介質(zhì)層中。超構(gòu)材料在左/右旋圓偏振光激發(fā)下,，呈現(xiàn)不同的近場超旋電磁場模式,。由于材料激子與超旋電磁場共振耦合作用不同。左旋圓偏振光激發(fā)下,，二硫化鉬的谷偏振度從25%增強(qiáng)到43%,，右旋光圓偏振激發(fā)時，二硫化鉬的谷偏振度從25%降低到20%,。該工作實現(xiàn)了手性超構(gòu)材料對二維材料谷激子熒光效率的調(diào)控作用,，突破材料自身非各向異性限制，實現(xiàn)了手性的谷極化度探測,。同時,，弱化了谷極化熒光的激發(fā)條件，并首次利用線偏振光成功觀測到谷極化熒光現(xiàn)象,。

簡歷：
李梓維博士,，湖南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院副教授、岳麓學(xué)者,。2013于吉林大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院,，取得工學(xué)學(xué)士學(xué)位，同年保送至北京大學(xué)前沿交叉學(xué)科研究院,、物理學(xué)院攻讀理學(xué)博士學(xué)位,，導(dǎo)師為方哲宇研究員。2017年在英國伯明翰大學(xué)超材料中心訪問,，師從超構(gòu)材料領(lǐng)域的專家,，張霜教授。2018年6月取得北京大學(xué)凝聚態(tài)物理理學(xué)博士學(xué)位,，同年7月加入湖南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院工作,，特聘為副教授。主要研究領(lǐng)域為二維材料,、納米光子學(xué),、新型光電子器件。利用穩(wěn)態(tài),、瞬態(tài)光譜探測技術(shù)和微納加工方法,，制備和表征二維異質(zhì)結(jié)材料的物理,、化學(xué)性質(zhì)，研究材料內(nèi)部的載流子轉(zhuǎn)換,、激子動力學(xué),、谷熒光發(fā)射、表面等離激元共振等,。近年來,，共發(fā)表SCI論文20篇，作為第一作者及共同第一作者發(fā)表論文7篇,，包括Advanced Materials ,，Nano Letters，ACS Nano,，Nanoscale等,。其中利用手性納米結(jié)構(gòu)實現(xiàn)二維材料的熒光發(fā)射調(diào)控相關(guān)工作受到編輯部的高度評價，被ACS Nano: 'In Nano'特刊,、Advanced Materials "video abstract",，Wiley Materials Views China、Design for Science等國內(nèi)外科學(xué)網(wǎng)等新聞媒體多次報導(dǎo),。

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