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自2011年首次報(bào)道Ti₃C₂ MXene以來(lái)，MXene材料由于其獨(dú)特的理化性質(zhì)，受到越來(lái)越多科研工作者們的青睞。眾所周知，材料的光學(xué)性質(zhì)往往會(huì)對(duì)其各方面的應(yīng)用，尤其是光電器件領(lǐng)域的探索產(chǎn)生較大的影響，深入理解結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系將會(huì)對(duì)器件的構(gòu)建起指導(dǎo)作用。

近日，杭州師范大學(xué)高凌鋒副教授與深圳大學(xué)張晗教授以及烏普薩拉大學(xué)Hans ?gren教授合作系統(tǒng)研究了少層Ti3CN MXene的光學(xué)性質(zhì)。團(tuán)隊(duì)近兩年在少層MXene材料方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，例如總結(jié)了MXene/聚合物復(fù)合薄膜（Chem. Mater., 2020, 32, 1703-1747，ESI高被引）和首次提出異質(zhì)MXene的概念（Adv. Mater., 2021, 33, 2004129），系統(tǒng)對(duì)比了Ti3C2和Ti3CN的非線性光學(xué)行為（Nanoscale, 2021, 13, 15891-15898），研究了少層Nb2C MXene的非線性光學(xué)行為（Small Methods, 2020, 4, 2000250），并以此指導(dǎo)基于Nb2C的飛秒鎖模光纖激光器和光電探測(cè)器的構(gòu)建（ACS Nano, 2021, 15, 954-965，ESI高被引；Mater. Today Phys., 2021, 21, 100479）以及拓展少層Nb2C在全光調(diào)制（Nanophotonics, 2021, 10, 2617-2623）和可飽和吸收體（Opt. Laser Technol., 2021, 142, 107199）方面的應(yīng)用等。在本項(xiàng)工作中，團(tuán)隊(duì)采用氫氟酸刻蝕和小分子插層的手段制備出具有高質(zhì)量的少層Ti3CN MXene，隨后通過(guò)瞬態(tài)吸收和Z-掃描技術(shù)對(duì)Ti3CN MXene的光學(xué)性質(zhì)展開(kāi)研究，結(jié)合第一性原理計(jì)算揭示了其載流子動(dòng)力學(xué)和寬帶非線性光學(xué)響應(yīng)行為。結(jié)果顯示，該少層Ti3CN MXene具有超快弛豫時(shí)間，其非線性光學(xué)行為可隨波長(zhǎng)的變化而調(diào)節(jié)，預(yù)期在光電器件領(lǐng)域?qū)⒄宫F(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景。相關(guān)成果以 “Optical Properties of Few-Layer Ti3CN MXene: From Experimental Observations to Theoretical Calculations”為標(biāo)題發(fā)表于國(guó)際納米科技著名期刊《ACS Nano》上。

論文的共同第一作者為杭州師范大學(xué)高凌鋒副教授、深圳大學(xué)陳華龍博士和烏普薩拉大學(xué)Artem V. Kuklin博士，杭州師范大學(xué)高凌鋒副教授、深圳大學(xué)張晗教授以及烏普薩拉大學(xué)Hans ?gren教授為共同通訊作者，杭州師范大學(xué)為第一完成單位。該工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（62005177, 61875138, 61961136001）、杭州師范大學(xué)啟動(dòng)經(jīng)費(fèi)（2021QDL036）、廣東省教育部重點(diǎn)項(xiàng)目（2018KCXTD026）河南省優(yōu)秀海外科學(xué)家研究中心項(xiàng)目（GZS2020011）等項(xiàng)目的支持。

論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsnano.1c10577

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