題目： 二維材料光與物質相互作用的調控研究
報告人：李梓維 副教授（湖南大學） 
時  間：2018年10月26日(周五)下午1:00-2:30
地  點：北京理工大學中心教學樓602

摘要：
二維材料因其獨特的電學和光學性質，是近年來研究的熱點材料。由于其具有原子尺度的超薄厚度，二維材料中光與物質的相互作用極為有限（吸收可見光效率<8%），實現二維材料光與物質的有效調控有助于理解低維材料中的光物理機理和新型光電子器件的應用。調控二維材料的光與物質相互作用的主要途徑有表面等離激元耦合、光學微腔增強、異質結構建等。單層二硫化鉬（MoS2）是一種典型的二維半導體材料，具有直接帶隙的光吸收和可見光波段的熒光發射，是制備光發射器件的理想材料。此前，已有相關報道利用納米結構增強和調控單層MoS2的熒光發射，但利用光的不同偏振狀態動態地操控熒光發射少有報道，這將有利于二維光控光器件研究和發展。本工作創新性地制備螺旋結構的納米天線，自旋光與該螺旋結構作用發生自旋軌道耦合效應，通過調控結構的環數、結構的尺寸、激發光的強度等條件來動態操控近場的電磁場強度。由于MoS2中的激子與表面等離激元相互作用會形成耦合激子（exciton-plasmon），顯著增強了熒光效率，在強的電磁場下可獲得超10倍的熒光信號增強。在物理機理上，運用Majorana球模型對自旋軌道耦合產生的動態相位和幾何相位進行了詳細解釋和分析。最終運用該原理，實現了旋光可控的平面發光陣列，改變光的偏振態可以動態調控字母“PK”的明文和暗文發光。除此之外，加工設計手性周期超構材料，有望對谷極化熒光進行選擇操控。二維材料被夾在金屬層和超構表面之間的電介質層中。超構材料在左/右旋圓偏振光激發下，呈現不同的近場超旋電磁場模式。由于材料激子與超旋電磁場共振耦合作用不同。左旋圓偏振光激發下，二硫化鉬的谷偏振度從25%增強到43%，右旋光圓偏振激發時，二硫化鉬的谷偏振度從25%降低到20%。該工作實現了手性超構材料對二維材料谷激子熒光效率的調控作用，突破材料自身非各向異性限制，實現了手性的谷極化度探測。同時，弱化了谷極化熒光的激發條件，并首次利用線偏振光成功觀測到谷極化熒光現象。

簡歷：
李梓維博士，湖南大學材料科學與工程學院副教授、岳麓學者。2013于吉林大學電子科學與工程學院，取得工學學士學位，同年保送至北京大學前沿交叉學科研究院、物理學院攻讀理學博士學位，導師為方哲宇研究員。2017年在英國伯明翰大學超材料中心訪問，師從超構材料領域的專家，張霜教授。2018年6月取得北京大學凝聚態物理理學博士學位，同年7月加入湖南大學材料科學與工程學院工作，特聘為副教授。主要研究領域為二維材料、納米光子學、新型光電子器件。利用穩態、瞬態光譜探測技術和微納加工方法，制備和表征二維異質結材料的物理、化學性質，研究材料內部的載流子轉換、激子動力學、谷熒光發射、表面等離激元共振等。近年來，共發表SCI論文20篇，作為第一作者及共同第一作者發表論文7篇，包括Advanced Materials ，Nano Letters，ACS Nano，Nanoscale等。其中利用手性納米結構實現二維材料的熒光發射調控相關工作受到編輯部的高度評價，被ACS Nano: 'In Nano'特刊、Advanced Materials "video abstract"，Wiley Materials Views China、Design for Science等國內外科學網等新聞媒體多次報導。

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邀請人：路翠翠 副研究員
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