界面工程实现Au@MoS_(2)核壳异质结在等离激元学和光电子学领域卓越的热载流子输运动力学

作     者：刘然 朱翔宇 刘盛洪 欧阳德才 马小茜 夏芳芳 余一梦 张悍 吴劲松 刘世元 梁文锡 李渊 翟天佑 Ran Liu;Xiangyu Zhu;Shenghong Liu;Decai Ouyang;XiaoXi Ma;Fangfang Xia;Yimeng Yu;Han Zhang;Jinsong Wu;Shiyuan Liu;Wenxi Liang;Yuan Li;Tianyou Zhai

作者机构：State Key Laboratory of Materials Processing and Die&Mould TechnologySchool of Materials Science and EngineeringHuazhong University of Science and TechnologyWuhan 430074China Wuhan National Laboratory for OptoelectronicsHuazhong University of Science and TechnologyWuhan 430074China State Key Laboratory of Advanced Technology for Materials Synthesis and ProcessingNanostructure Research CenterWuhan University of TechnologyWuhan 430070China School of Engineering and Materials ScienceQueen Mary University of LondonMile End RoadLondonE14NSUK State Key Laboratory of Digital Manufacturing Equipment and TechnologySchool of Mechanical Science and EngineeringHuazhong University of Science and TechnologyWuhan 430074China Shenzhen Huazhong University of Science and Technology Research InstituteShenzhen 518057China 

出 版 物：《Science China Materials》 (中国科学（材料科学（英文版）)

年 卷 期：2023年第66卷第10期

页      面：3931-3940页

核心收录：

学科分类：080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 07[理学] 08[工学] 070205[理学-凝聚态物理] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：supported by the Ministry of Science and Technology of China(2021YFA1200501) the National Natural Science Foundation of China(U22A20137,U21A2069,and 21825103) Guangdong Basic and Applied Basic Research Foundation(2020A1515110330) Shenzhen Science and Technology Innovation Program(JCYJ20220818102215033,GJHZ20210705142542015,and JCYJ20220530160811027) the support from the Queen Mary–HUST Strategic Partner Fund 

主　　题：2D materials MoS_(2) heterostructures optoelectronics plasmonics 

摘      要：贵金属和二维半导体构建的异质结为等离激元纳米结构产生的热载流子提供了独特的电荷传输路径,有望应用于各种等离激元和光电子器件.然而,传统异质结构的电荷转移速度和效率通常受限于有限的界面面积和不可避免的界面污染.本文中,具有原子级清洁和较大接触界面的新型Au@MoS_(2)核壳异质结构能够实现超快和高效的热电子转移.飞秒瞬态吸收光谱研究表明,Au@MoS_(2)中从金纳米颗粒到MoS_(2)的热电子注入时间常数小于244 fs,而机械转移方法制备的Au/MoS_(2)对照样品的热电子注入时间常数为493 fs,同时,电荷转移效率从Au/MoS_(2)的3.33%提升至Au@MoS_(2)的25.3%.开尔文探针力显微镜和离散偶极近似研究进一步证明了上述结果,明显改善的电荷转移归因于原子级清洁和完全封装的异质结界面.这项研究提供了贵金属-二维半导体异质结构内固有电荷转移的基本理解,从而展现了Au@MoS_(2)这一新型异质结结构在等离激元和光电子器件中的应用前景.