【產(chǎn)通社，8月16日訊】中國科學院上海光學精密機械研究所（Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics）官網(wǎng)消息，其微納光電子功能材料實驗室王俊課題組近期在提高二維納米材料非線性光學特性方面取得新進展。研究表明雙（三氟甲烷）磺酰亞胺（TFSI）處理對單層過渡金屬硫化物的非線性光學性質(zhì)具有顯著影響，處理后的MoS2和WS2表現(xiàn)出增強的雙光子吸收和雙光子發(fā)光性能。相關(guān)研究成果發(fā)表在[Optics Express 27, 13744-13753 (2019)]。

二維過渡金屬硫化物中的雙光子吸收和雙光子發(fā)光特性在光限幅、光信號處理、雙光子顯微成像和光頻率上轉(zhuǎn)換等方面具有巨大的應(yīng)用潛力。近年來，缺陷（邊緣和空位）對二維過渡金屬硫化物的非線性光學特性會產(chǎn)生一定的影響并已見諸報道，但修復缺陷對該種材料雙光子吸收及雙光子熒光的影響尚不明確。

為解決MoS2和WS2的雙光子熒光泵浦效率過低的問題，研究缺陷態(tài)對光子吸收和載流子馳豫復合的問題，科研人員以TFSI溶液處理過后的樣品為實驗組，未處理的為參照組，樣品為化學氣相沉積法的單層MoS2和WS2。實驗中，處理后未觀察到明顯的形貌變化，硫鉬比高于未處理組，表明硫空位已得到修復。

進一步的研究表明MoS2和WS2處理后，光致熒光強度顯著增強，以MoS2為例，對照組熒光強度提高約50倍。在單層WS2中也觀察到類似的熒光增強。更重要的是，在室溫下用1030納米飛秒激光脈沖激勵可以觀察到這兩種材料的顯著雙光子熒光，這對于生物成像具有重要意義。科研人員還利用顯微強度掃描系統(tǒng)和非簡并超快泵浦探測系統(tǒng)研究了缺陷修復對于二維過渡金屬硫化物的雙光子吸收性能和載流子馳豫動力學的影響，并且發(fā)現(xiàn)在MoS2和WS2中，雙光子吸收系數(shù)都有很大的提高。該研究揭示了缺陷調(diào)控二維過渡金屬硫化物的非線性吸收和發(fā)光特性，對其非線性光學應(yīng)用具有重要意義。

相關(guān)工作得到國家自然科學基金、中科院先導專項計劃等的支持。查詢進一步信息，請訪問官方網(wǎng)站http://www.siom.cas.cn。（Lisa WU, 365PR Newswire）    （完）