【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，大連化物所化學(xué)動(dòng)力學(xué)研究室表面反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究組(1114 組)周傳耀研究員等利用自行研制的基于高次諧波產(chǎn)生的飛秒時(shí)間分辨角分辨極紫外光電子能譜儀，對(duì)石墨狄拉克點(diǎn)附近的載流子動(dòng)力學(xué)從能量和動(dòng)量維度進(jìn)行了直接測(cè)量，發(fā)現(xiàn)了與激發(fā)光子能量密切相關(guān)的碰撞電離，為激發(fā)光子能相關(guān)的載流子倍增提供了直接證據(jù)。
 

　　從時(shí)間、能量和動(dòng)量維度認(rèn)識(shí)晶體材料被光激發(fā)后的載流子動(dòng)力學(xué)對(duì)理解材料本身的性質(zhì)和優(yōu)化能量轉(zhuǎn)化效率至關(guān)重要。常規(guī)的時(shí)間分辨技術(shù)往往不能獲得動(dòng)量信息，角分辨光電子能譜是研究動(dòng)量分辨電子結(jié)構(gòu)(能帶結(jié)構(gòu))的利器，結(jié)合泵浦-探測(cè)技術(shù)就能研究載流子在能量和動(dòng)量空間的演化。根據(jù)能量和動(dòng)量守恒定律，對(duì)于高動(dòng)量空間電子結(jié)構(gòu)(如石墨狄拉克點(diǎn)和單層MoS2價(jià)帶頂和導(dǎo)帶底)的測(cè)量需要極紫外波段的光源。
 

　　前期，周傳耀等利用高次諧波產(chǎn)生技術(shù)，獲得了42 eV的超快激光，并將其與角分辨光電子能譜結(jié)合，研制了飛秒時(shí)間分辨角分辨極紫外光電子能譜儀。本工作中，研究人員利用該儀器研究了紫外光和紅外光激發(fā)下石墨狄拉克點(diǎn)附近的載流子動(dòng)力學(xué)，發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)帶底部載流子的優(yōu)先增加，系統(tǒng)分析后將其歸結(jié)為碰撞電離。研究發(fā)現(xiàn)，由于散射空間和剩余能量的變化，紫外光激發(fā)比紅外光激發(fā)具有更高的碰撞電離效率，從而具有更有效的載流子倍增。
 

　　上述工作以“Excitation Photon Energy-Dependent Carrier Multiplication in Graphite”為題，于近日發(fā)表在ACS Materials Letters上。該工作的第一作者是我所1114組的博士后夏樹才。上述工作得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院等項(xiàng)目的資助。(文/圖 夏樹才)