课题基金 / 基金详情

二维过渡金属硫属化合物的可控生长和温度调制的发光动力学研究

批准号:
12074060
项目类别:
面上项目
资助金额:
62.0 万元
负责人:
刘为振
依托单位:
学科分类:
凝聚态物质力热光电性质
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘为振

项目摘要

结项摘要

刘为振的其他基金

相似基金

相关文献

中文摘要
二维过渡金属硫属化合物(2D TMDCs)具有厚度依赖的能带结构、较大的载流子迁移率、强自旋轨道耦合作用和高激子结合能等特点,逐渐成长为先进微纳光电器件研究领域中一类重要的材料体系。然而,目前基于2D TMDCs体系的材料和器件仍呈现出较低的量子效率水平,无法满足实际应用需求。鉴于此,本项目拟开展常见2D TMDCs的可控生长和温度依赖载流子动力学研究。借助“多次生长法”制备层数可控的高质量连续2D TMDCs薄膜;利用稳态/瞬态变温光谱技术,探究2D TMDCs的发光动力学,揭示参与辐射/非辐射复合过程的载流子跃迁机制,阐明2D TMDCs体系量子效率低的根本原因;调控2D TMDCs中的载流子行为,减少非辐射复合路径,增加高荧光效率复合通道,实现显著提升2D TMDCs荧光强度的基本目标。本项目探究了2D TMDCs的可控生长策略和温度调制的发光动力学机制,是凝聚态物理学的前沿课题。
英文摘要
Two-dimensional transition metal dichalcogenides (2D TMDCs) have gradually become an important candidate for advanced optoelectronic device application, owing to their fantastic properties such as thickness-dependent energy band structure, relatively large carrier mobility, strong spin-orbital coupling interaction and high exciton binding energy. However, materials and devices based on these 2D TMDCs still show a very low quantum efficiency currently, and cannot meet the practical application requirements. In view of this point, this project intends to study the controllable growth and temperature-dependent carrier dynamics of commonly-seen 2D TMDCs. By virtue of a “multiple-growth-method”, high-quality and continuous 2D TMDCs film with controllable layer thickness can be well prepared. The luminescence dynamics of 2D TMDCs could be clearly resolved via temperature-dependent steady-state/transit-state spectroscopy study, which can uncover the transition mechanisms of photo-carriers participating in radiative/non-radiative recombination process and reveal the intrinsic cause of low quantum efficiency in 2D TMDCs. Furthermore, by modulating the behavior of excited-state carriers in 2D TMDCs, non-radiative recombination paths could be effectively reduced, whereas radiative recombination channels with high fluorescence efficiency shall be remarkably increased. Based on the above strategies, the whole fluorescence intensity of 2D TMDCs system could be efficiently improved. This project aims to explore the controllable growth strategy and temperature- modulated luminescence dynamics of 2D TMDCs, which is a cutting-edge research proposal in the field of condensed matter physics.
自2021年项目执行以来,负责人严格按照任务书中的研究计划开展相关工作,从二维过渡金属硫属化合物(TMDCs)的功能化、器件化出发,针对该研究领域内的关键科学和技术问题,主要围绕:TMDCs材料的可控生长、温度驱动的发光动力学调控、新型低维光电仿生器件构筑、以及高性能探测阵列研发等方面的工作开展前沿研究。相关研究获得了2D TMDCs体系的电子能带结构相关参数,厘清了关键物性参数随TMDCs材料层数和环境温度变化的客观规律,并建立了激发态载流子发光动力学模型。实验上制备出了高质量、层数可调的、连续2D TMDCs薄膜,并基于TMDCs等二维材料的良好光电性质,构筑了探测器件并实现了核心性能的优化。. 相关成果以第一作者/通讯作者身份发表于Light: Science & Applications、Nano Letters、ACS Nano、Laser & Photonics Reviews、Nano Energy、Materials Horizons等SCI检索期刊22篇;申报国家发明专利6项;受邀参与撰写与二维过渡金属硫属化合物的材料生长和发光动力学研究相关的英文专著章节2章;项目执行期内,项目负责人刘为振教授获评教育部“长江学者奖励计划”青年学者;获批国家重点研发计划项目、国家自然科学基金面上项目、吉林省科技厅/教育厅重点项目等多个课题资助;多次在国际/国内学术会议上作邀请报告,获第19届国际发光会青年学者奖;培养博士毕业生2名,硕士毕业生9名。
2D层状硫族半导体的缺陷工程调控和光电物性研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    53万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    刘为振
  • 依托单位:
表面等离激元修饰的ZnO核壳量子点发光特性及其短波长LED研究
  • 批准号:
    11874104
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    刘为振
  • 依托单位:
ZnO-MgZnO多量子阱纳米线阵列/金属局域表面等离激元复合体系的制备、物性调控及其紫外LED研究
  • 批准号:
    61505026
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    刘为振
  • 依托单位:
国内基金
海外基金