《脈衝雷射注入和探測石墨烯中的自旋》是依託中南大學，由肖思擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：脈衝雷射注入和探測石墨烯中的自旋
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：肖思
- 依託單位：中南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
用GaAs等半導體材料為基底製備高質量的石墨烯樣品，以改良的時間分辨克爾/法拉第旋轉光譜為研究手段，設計使用脈衝雷射為石墨烯注入自旋，檢測石墨烯的自旋弛豫時間，研究石墨烯的自旋動力學特性。使用此光學方法研究石墨烯的自旋弛豫特性，優點是預製備簡單，可保持石墨烯的潔淨度和完整性，減小隨機分散的吸附原子影響，從而提高實驗測得的自旋弛豫時間值。並可以通過進一步考察石墨烯的摻雜情況和所處狀態與自旋弛豫時間的映射關係，研究不同散射機制對石墨烯自旋弛豫的影響，為延長石墨烯的自旋弛豫時間和進一步的理論研究提供實驗依據。本項目的研究者及實施團隊具有長期從事超快雷射實驗和量子自旋研究的經驗，有利用石墨烯進行光學探測的基礎和條件，可以保證該項目順利實施及高質量的完成。該項目的開展，可促進石墨烯在自旋動力學方面的研究，推動量子信息產業的發展。
結題摘要
本項目達到了測量石墨烯、二硫化鉬等二維材料的非線性光學和動力學特性的實驗目的；發表論文13篇（SCI/EI 10篇）；國家發明專利在申4項，完成了項目申請書所承諾的預期目的。 項目研究工作主要包括三個方面：（1）石墨烯、二硫化鉬等二維材料和相關複合納米材料的製備和套用；（2）石墨烯、二硫化鉬等二維材料和複合納米材料的非線性光學特徵研究及其套用；（3）石墨烯、二硫化鉬等二維材料和複合納米材料的動力學特性研究及其套用。 取得的主要研究結論如下： （1）用離散法和機械剝離法製備了高質量的石墨烯、二硫化鉬等二維材料薄膜懸浮溶液，並用旋塗法在石英、藍寶石等透明基底或GaAs等半導體材料基底上製備了石墨烯、二硫化鉬的納微薄膜；製備了二硫化鉬-上轉換稀土、石墨烯-三氧化二鐵等複合納米材料；將此技術用於（磁性）太陽能電池的製備。（2）測量了石墨烯、二硫化鉬等二維材料和複合納米材料的非線性光學特徵；發現二硫化鉬懸浮溶液的非線性吸收特性會隨著激發波長和激發光強的變化而變化（反號）；將此特性運用於製備聚光太陽能電池保護膜，用於提高其損傷閾值；發現二維材料懸浮溶液中存在自衍射現象，並進行了動態觀察，首次提出自衍射可能是由於雷射對二維材料的作用力導致的。（3）測量了石墨烯、二硫化鉬等二維材料和複合納米材料的動力學特性；發現在不同溶劑中（氛圍）或功能化後，石墨烯或二硫化鉬的載流子弛豫時間會有明顯變化；測量了二硫化鉬-上轉換稀土、石墨烯-三氧化二鐵等複合納米材料的弛豫動力學特徵，並用於太陽能電池研究。
