教学科研

近日，我校物理与电子信息学院新型光电材料与器件科研创新团队在单层二硫化钼材料双光子吸收效应的磁场调控方面取得研究进展，其研究结果《Magnetic field dependent two-photon absorption properties in monolayer MoS₂》在物理学国际著名学术期刊Physical Review B上发表。云南师范大学物理与电子信息学院硕士研究生龚蕊为论文第一作者，冯小波教授为通讯作者。

以二硫化钼（MoS₂）为代表的过渡金属硫化物是继石墨烯、黑磷之后新兴的二维层状材料。与其他二维层状材料相比，过渡金属硫化物有两个突出的特点：一是可以通过减少其原子层数实现禁带宽度从1eV至2eV可调谐，且从间接带隙半导体转变为直接带隙半导体；二是表现出明显的自旋轨道耦合效应。上述两个特点使过渡金属硫化物在场效应晶体管、光电探测器等光电器件的制作和应用方面具有广泛的应用前景。而双光子吸收效应因其激发波长长、穿透深度大、空间分辨率高等优点是将过渡金属硫化物应用于上述光电器件制作的有效途径之一。基于此，研究团队考虑单层MoS₂在垂直磁场下自旋轨道耦合效应和塞曼效应，从有效质量狄拉克模型获得的朗道能级出发，采用量子力学的二阶微扰理论，建立了单层过渡金属硫化物的双光子吸收理论。研究结果表明：垂直磁场下单层MoS₂在太赫兹波段表现出超强的双光子吸收系数，而在可见光波段吸收谱出现振荡行为，外加磁场可以实现对双光子吸收效应的有效调制。论文分析了上述现象的物理根源，将理论研究结果与他人实验数据进行了对比并给出合理解释，还进一步探究了双光子吸收效应在过渡金属硫化物中的各向异性。该研究成果为揭示过渡金属硫族化合物中非线性光学吸收的物理机制提供重要参考和借鉴，也为过渡金属硫化物相关光电器件的制作提供理论指导。

Physical Review B是美国物理学会（American Physical Society）旗下具有重要影响的国际学术期刊之一，主要刊登凝聚态物理和材料物理等领域的高水平前沿学术成果，是国际物理学界广泛认可的享有崇高学术声誉的期刊之一。这是云南师范大学自行培养的科研团队首次独立在该期刊上发表论文，该成果将对光学工程一级学科博士点的建设和物理学博士点的培育起到重要支撑作用。