【纳米】刘开辉课题组:二维材料应变矢量全新的监控手段——非线性光学二次谐波

X一MOL资讯 2018-12-05 15:49:40

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近日,北京大学刘开辉研究员和俞大鹏院士、中科院物理所孟胜研究员、芬兰阿尔托大学SUN Zhipei教授等人合作,首次实现了利用光学二次谐波效应(Second Harmonic Generation,简写为SHG)探测单层二硒化钼(MoSe2)的局域应变矢量。该研究成果发表在Nano Letters 上。


由于二维材料具有超高弹性和超柔韧性,应变成为可逆、连续调控其物理化学性质(电子能带、相变、反应活性等)的有效手段,因而对局域点应变矢量的探测日益迫切。目前,人们利用透射电镜等可以实现原子分辨率的应变探测,但只能表征纳米尺度;而利用荧光或拉曼光谱扫描,只能通过应变大小分布分析出应变矢量,不能对局域位置的应变矢量进行表征。原位、灵敏、局域地探测二维材料中应变矢量的方法亟待发展。


SHG与晶体结构的对称性直接相关,其强度对材料的晶格对称性等非常敏感。该工作首次发展了利用偏振依赖的SHG监控单层MoSe2中的局域应变矢量。SHG强度可以灵敏地反映应变大小(1%的应变可以引起50%强度的变化,比利用荧光峰位移动的方法提高了一个数量级)。更重要的是,SHG偏振依赖的图形形状可以直接指示出局域位置的应变方向,这在以往的光学方法中是无法实现的。另外,作者将该技术应用于灵敏探测2H相双层MoSe2中的层间滑移现象,并发现范德华层间耦合可以将至少1.4%的应变在上下层之间传递而不出现层间滑移。

利用光学非线性二次谐波偏振图形表征二维MoSe2的局域应变矢量


刘开辉课题组长期致力于纳米光谱学的发展和应用,他们发展了单个碳纳米管水平的超高灵敏度散射、反射、吸收等线性纳米光谱学技术。该研究进一步拓展到非线性纳米光谱学技术,首次发展了非线性二次谐波谱来原位、灵敏、局域地探测二维材料中的应变矢量。该论文的共同第一作者为梁晶、张劲、李珍珠、洪浩,其他合作者还包括刘忠范院士、刘志荣教授、高鹏研究员。相关工作得到自然科学基金委优青基金、面上基金,科技部重点研发计划,中组部青年千人的经费支持。


该论文作者为:Jing Liang, Jin Zhang, Zhenzhu Li, Hao Hong, Jinhuan Wang, Zhihong Zhang, Xu Zhou, Ruixi Qiao, Jiyu Xu, Peng Gao, Zhirong Liu, Zhongfan Liu, Zhipei Sun, Sheng Meng, Kaihui Liu and Dapeng Yu

原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面):

Monitoring Local Strain Vector in Atomic-Layered MoSe2 by Second-Harmonic Generation

Nano Lett., 2017, 17, 7539, DOI: 10.1021/acs.nanolett.7b03476


导师介绍

孟胜

http://www.x-mol.com/university/faculty/41632

刘开辉

http://www.x-mol.com/university/faculty/46696



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