几种二维材料激发态下的载流子动力学过程研究

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1、分类号：O562单位代码：10183几研究生学号：2015931002密级：公开种二维材料激发态下的吉林大学载流子博士学位论文动力学过几种二维材料激发态下的载流子动力学过程研究程Researchontheexcitedcarrierdynamicsofseveraltwo-dimensional研究materials作者姓名：柯达吉林专业：原子与分子物理大学研究方向：激光与物质相互作用指导教师：金明星教授培养单位：原子与分子物理研究所2018年6月几种二维材料激发态下的载流子动力学过程研究Researchontheexcitedcarrierdynamicsof

2、severaltwo-dimensionalmaterials作者姓名：柯达专业名称：原子与分子物理研究方向：激光与物质相互作用指导教师：金明星教授学位类别：理学博士培养单位：原子与分子物理研究所论文答辩日期：年月日授予学位日期：年月日论文评阅人：答辩委员会组成：姓名职称工作单位姓名职称工作单位盲审专家正高级大连理工大学主席张家骅研究员长春光机所盲审专家副高级北京理工大学委员张喜和教授长春理工大学盲审专家正高级中科院物理所袁建民教授吉林大学丁大军教授吉林大学石英教授吉林大学徐海峰教授吉林大学胡湛教授吉林大学未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、

3、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学博士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究

4、生院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版）电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：□硕士■博士学科专业：原子与分子物理论文题目：几种二维材料激发态下的载流子动力学过程研究作者签名：指导教师签名：年月日作者联系地址（邮编）：作者联系电话：摘要几种二维材料激发态下的载流子动力学过程研究凭借独特的结构特性和各方面的优异性能

5、，二维材料已经涉及了多个领域的实际应用，尤其在电池电极、光探测器、超级电容器等光电应用上展现出良好的发展前景，引起了越来越多的关注。另一方面，随着信息化时代的正式来临，光电子器件的兴起对于社会的进步起到了至关重要的作用，而材料科学与光电子技术的跨学科结合更是近年来十分热门的研究方向。虽然二维材料的介入使不少光电器件的性能不断提高，但是对这些二维材料中发生的光物理过程的认识还不是特别清晰。一般来说，研究材料的光物理特性主要是弄清材料受到光激发后载流子的跃迁规律以及能量驰豫过程，对这些激发态过程的探索有助于掌握各种体系内优越的光电特性的物理根源。因此，我们选择了几种

6、典型的二维材料作为研究对象，针对它们在各自体系中存在的问题，以超快时间分辨光谱技术作为探测手段对目标体系内的激发态动力学开展了细致的研究。以泵浦探测原理作为基础，利用飞秒激光器成功搭建了瞬态吸收光谱测量系统。该系统通过转换泵浦脉冲与探测脉冲间的延迟间隔来实现时间分辨。我们归纳了光路及主要设备的调节方法，同时还对数据的拟合分析和数学处理方法进行了总结。利用瞬态吸收光谱技术研究了甲基蓝与氧化石墨烯混合物系统中的超快过程，提出了激发态下载流子动力学模型。实验结果表明在I氧化石墨烯与甲基蓝二聚体的聚合物中受激载流子的驰豫速度比在同等条件下的甲基蓝二聚体中更慢，这是聚合物

7、系统内部物质间的能量传输引起的。而对于氧化石墨烯与甲基蓝单体的聚合物系统，受激载流子在其中的驰豫速度比在同等条件下的甲基蓝单体中明显加快，这是由于混合物系统内部在最高的被占据的分子轨道和最低的未被占据的分子轨道之间出现了新的中间态，它们为受激载流子提供了新的光化学驰豫路径从而提高了驰豫速度。利用瞬态吸收光谱技术研究了二硫化钼纳米点激发态下的载流子驰豫动力学过程。我们发现，受激载流子的驰豫过程并不是简单的导带与价带间的电子空穴对发生直接带间再复合。缺陷在受激载流子再复合的过程中发挥了重要作用，至少存在两种以上带有不同载流子俘获速率的缺陷态参与受激载流子的再复合过程

8、。同时根据动力学曲线展现