近期，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所微納光電子功能材料實(shí)驗(yàn)室在二維PdSe₂的寬帶非線性光學(xué)響應(yīng)和光載流子動力學(xué)研究方面取得進(jìn)展，相關(guān)研究成果發(fā)表于《先進(jìn)光學(xué)材料》(Advanced Optical Materials)。

PdSe₂的帶隙能夠通過控制層數(shù)變化來實(shí)現(xiàn)0-1.3 eV范圍內(nèi)的連續(xù)可調(diào)，因此被認(rèn)為是連接零帶隙石墨烯和大帶隙MoS₂之間的橋梁，具有光電器件應(yīng)用方面的潛力。研究小組利用非線性光學(xué)和超快載流子動力學(xué)技術(shù)系統(tǒng)地研究了三層PdSe₂薄膜的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)光響應(yīng)。三層PdSe₂在紫外、可見和近紅外區(qū)域表現(xiàn)出寬帶非線性吸收行為。特別是，PdSe₂在346 nm和520 nm處具有良好的可飽和吸收性質(zhì)，表明其可以作為短波長激光的可飽和吸收體。并且基于其高調(diào)制深度特性，研究小組提出了一種基于PdSe₂的全光閾值器，可用于提高信號的信噪比。此外，研究小組利用泵浦探測技術(shù)和瞬態(tài)吸收光譜，獲取了PdSe₂在光激發(fā)下產(chǎn)生的光生載流子的復(fù)合壽命，并揭示了其復(fù)合機(jī)制為淺缺陷輔助的俄歇復(fù)合過程和深缺陷輔助的缺陷態(tài)飽和過程。

這項(xiàng)工作證實(shí)了PdSe₂具有寬帶光學(xué)響應(yīng)、較高調(diào)制深度和較快響應(yīng)速度，表明了PdSe₂材料在寬帶納米光電子器件方面的應(yīng)用前景。

圖1 三層PdSe₂的寬帶非線性吸收和瞬態(tài)吸收光譜