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Research

研究方向

课题组主要利用拉曼、荧光、超快光谱等光谱学手段研究低维材料的基本物理性质，并通过缺陷、应变和界面工程调控其光电特性，致力于发展高性能光电探测、发光与光伏器件。

01

低维材料光谱学研究

光谱技术高效、无损，空间分辨率可通过聚焦激光从亚微米调节到厘米量级，是研究低维材料的有力工具。 我们发展了光学衬度谱技术以精确判定二维材料层数（最多 10 层），利用拉曼和荧光光谱研究低维材料的缺陷、掺杂与电子能带结构， 并采用时间分辨荧光、光泵浦-光/太赫兹探测等超快光谱研究其载流子动力学与光电性质。

代表性论文

  1. Ni ZH et al. Graphene thickness determination using reflection and contrast spectroscopy. Nano Letters 7, 2758 (2007)
  2. Ni ZH et al. On resonant scatterers as a factor limiting carrier mobility in graphene. Nano Letters 10, 3868 (2010)
  3. Liu HW et al. Composition-dependent electron transport in CdSxSe1-x nanobelts, a THz spectroscopy study. Optics Letters 39, 567 (2014)
  4. Wu ZT et al. Defects as a factor limiting carrier mobility in WSe2, a spectroscopic investigation. Nano Research 9, 3622 (2016)
02

二维材料光学性质调控

光电应用要求材料具有合适的带隙、高迁移率和强光吸收。我们致力于通过调控层间相互作用、边缘手性、应变和缺陷工程等手段， 调控石墨烯及其他二维材料的光学性质，以满足各类器件的需求。

代表性论文

  1. Ni ZH et al. Tunable stress and controlled thickness modification in graphene by annealing. ACS Nano 2, 1033 (2008)
  2. Liu YL et al. Layer-by-layer thinning of MoS2 by plasma. ACS Nano 7, 4202 (2013)
  3. Nan HY et al. Strong photoluminescence enhancement of MoS2 through defect engineering and oxygen bonding. ACS Nano 8, 5738 (2014)
  4. Lu JP et al. Bandgap engineering of phosphorene by laser oxidation toward functional 2D materials. ACS Nano 9, 10411 (2015)
03

激光微纳加工

低维纳米材料尺寸极小，精确操控是制约其实际应用的难题。激光具有空间分辨率高、能量密度高、灵活等特点， 可作为操控、结构转变、微图形化和化学改性的通用工具。我们设计并优化了激光加工技术，实现了低维材料的激光图形化、减薄、改性与表面修饰。

代表性论文

  1. Lu JP et al. Improved photoelectrical properties of MoS2 films after laser micromachining. ACS Nano 8, 6334 (2014)
  2. Lu JP et al. Atomic healing of defects in transition metal dichalcogenides. Nano Letters 15, 3524 (2015)
  3. Lu JP et al. Microlandscaping of Au nanoparticles on few-layer MoS2 films for chemical sensing. Small 11, 1792 (2015)
  4. Lu JP et al. Enhanced photoresponse from phosphorene–phosphorene-suboxide junction fashioned by focused laser micromachining. Advanced Materials 28, 4090 (2016)
04

光电性质与器件

光电器件是二维材料最有前景的应用之一，包括光探测、发光和光伏器件。我们与合作者一起发展了一系列基于二维材料的光电器件， 如石墨烯锁模激光器与光学偏振器、高性能光电探测器以及位置敏感探测器。

代表性论文

  1. Wang WH et al. High performance position-sensitive-detector based on graphene–silicon heterojunction. Optica 5, 27 (2018)
  2. Guo XT et al. High-performance graphene photodetector using interfacial gating. Optica 3, 1066 (2016)
  3. Lu JP et al. Hybrid bilayer WSe2–CH3NH3PbI3 organolead halide perovskite as a high-performance photodetector. Angew. Chem. Int. Ed. 55, 11945 (2016)
  4. Wang WH et al. Interfacial amplification for graphene based position sensitive detectors. Light Sci. Appl. 6, e17113 (2017)