单层过渡金属二卤代化合物(Transition Metal Dichalcogenides, TMDC)因其独特的光电性能在光电领域备受瞩目,但其在集成光电器件中的应用前景受到低量子产率的限制。镜上纳米粒子(nanoparticle-on-mirror, NPoM)等离激元纳米腔与...
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单层过渡金属二卤代化合物(Transition Metal Dichalcogenides, TMDC)因其独特的光电性能在光电领域备受瞩目,但其在集成光电器件中的应用前景受到低量子产率的限制。镜上纳米粒子(nanoparticle-on-mirror, NPoM)等离激元纳米腔与单层TMDC集成,可以调节光和物质间的相互作用,增强荧光发射。这种纳米腔的光学质量深受作为镜面基底的沉积金属膜粗糙度引起的光学损耗影响,因此本文以自制的超光滑单晶金微米片作为镜面基底,设计了一种低损耗的NPoM纳米腔实现对单层二硒化钨(WSe2)荧光的增强。使用原子力显微镜与共聚焦显微镜相结合的实验系统,对纳米腔进行原位荧光探测。实验结果显示,制备的纳米腔可以高效调制WSe2的荧光特性,在室温下单层WSe2-NPoM混合体系中观察到高达1189倍的荧光增强,且实现了45%的高偏振发射。通过时域有限差分法理论模拟,证实腔体能有效提高单层WSe2的光激发速率、量子产率和荧光收集效率。我们的研究结果为实现低成本、高效率的非线性光子器件提供了可行的方案。
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