近期，中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所微納光電子功能材料實(shí)驗(yàn)室研究員王俊團(tuán)隊(duì)在二維非層狀半導(dǎo)體硫化亞鉑（PtS）超快載流子動(dòng)力學(xué)特性和光學(xué)非線性特性研究方面取得進(jìn)展，揭示了PtS在光電子器件設(shè)計(jì)和應(yīng)用方面的潛力。論文于10月29日在線發(fā)表于ACS Nano（DOI: 10.1021/acsnano.9b06782）。 fn1pa@P  
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硫鉑礦（Cooperite）或硫化亞鉑（PtS）是一種具有非層狀結(jié)構(gòu)的稀有礦物。無論是天然形成的還是人工合成的PtS，通常以小尺寸、不規(guī)則形狀存在，存在不可避免的雜質(zhì)，這阻礙了對(duì)其本征光學(xué)和光子學(xué)特性的研究。因此，目前在非線性光學(xué)和超快光子學(xué)領(lǐng)域，還缺乏PtS相關(guān)研究的報(bào)道。 F=i!d,S  
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在這項(xiàng)研究中，研究人員與愛爾蘭都柏林圣三一大學(xué)（Trinity College Dublin）合作，采用熱輔助轉(zhuǎn)換方法成功制備了無雜質(zhì)的大尺寸、均勻、厚度可控的PtS薄膜。與常規(guī)的二維層狀材料不同，PtS的光學(xué)帶隙隨薄膜厚度的減小而變窄，這主要?dú)w因于禁帶內(nèi)表面態(tài)能帶的存在。 F5IZ"Itu(  
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超快動(dòng)力學(xué)研究發(fā)現(xiàn)載流子弛豫時(shí)間隨PtS薄膜厚度的減小而減小（激光條件：520 nm，380 fs），這是由于表面態(tài)輔助內(nèi)部載流子復(fù)合效應(yīng)的存在，使得樣品表面具有快弛豫壽命，而樣品內(nèi)部具有較慢的弛豫壽命。基于量子力學(xué)波函數(shù)模型來估算電子和空穴的占有概率，實(shí)驗(yàn)結(jié)果和計(jì)算結(jié)果的良好吻合表明表面態(tài)在俄歇過程中起主導(dǎo)作用。非線性光學(xué)特性研究發(fā)現(xiàn)PtS在可見光區(qū)表現(xiàn)為超快飽和吸收和自聚焦特性（激光條件：515 nm，340 fs），這主要是由共振電子非線性引起的。 Wz{%"o  
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這項(xiàng)工作詳細(xì)研究了二維非層狀PtS材料的本征非線性光學(xué)特性和超快載流子復(fù)合特性，對(duì)開發(fā)基于PtS的光電子器件提供了實(shí)驗(yàn)和理論指導(dǎo)。 t w!.%_1^  
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相關(guān)工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金委、中科院及上海市科委的項(xiàng)目支持。 e\.HWV