据中国激光杂志社网，于2023年11月16日报道，中南大学何军教授研究团队提出了一种简便有效地制备Nb2C/MoS2异质结构并改善其线性和非线性光学性能的方法。该工作成功地在Nb2C纳米片表面原位生长了MoS2纳米晶，构建了一种二维Nb2C/MoS2异质结构，并发现它在线性和非线性光学方面都优于纯Nb2C。该工作为宽带光电器件和光学调制器提供了一种有效的方法。

        研究背景

        二维层状材料是一类具有强烈和独特的光-物质相互作用的新型材料，它们在光电子器件和光子学元件方面有着广阔的应用前景。二维层状材料包括石墨烯（graphene）、过渡金属硫化物（TMDs）、黑磷（BP）等，它们分别表现出超快和宽光谱响应、强激子光学特性和直接可调光学带隙等优异性能。MXenes是一类新发现的二维层状材料，它展示出可调和光学、化学和电子的迷人特性，并在光电、光热和光伏领域有着多样化的应用。MXenes还具有很强的非线性光学响应，并且其非线性光学吸收可以通过厚度、激发波长和表面基团来调节。

        另一方面，二维异质结构的构建策略是提高基于二维材料器件光电性能的重要工具。 二维异质结构中每个组件的优势都可以通过精心设计得以保留，并且通过界面效应（如电荷转移或能量转移）产生新颖的特性。

        研究亮点

        中南大学何军教授研究团队提出了一种简便有效地制备Nb2C/MoS2异质结构并改善其线性和非线性光学性能的方法。该工作成功地在Nb2C纳米片表面原位生长了MoS2纳米晶，构建了一种二维Nb2C/MoS2异质结构，并发现它在线性和非线性光学方面都优于纯Nb2C；揭示了 Nb2C 的表面基团可以调节Nb2C/MoS2的功函数，从而影响 Nb2C和MoS2之间的电荷转移和能量排列；证明了Nb2C/MoS2继承了Nb2C和MoS2在不同波长下的优势，并表现出增强的宽带光吸收特性。

        该工作表明了Nb2C/MoS2异质结界面空穴转移诱导其非线性光响应调制，并展示了Nb2C/MoS2相比于纯Nb2C具有更强大且可调节的近红外非线性光吸收特征，且其非线性吸收系数高出纯Nb2C两倍以上。

        这项研究为宽带光电器件和光学调制器提供了一种有效的方法，尤其对于本身具有优异光电性能的MXenes来说，为其在光电器件方面的应用提供坚实的基础。

        该工作以“2D Nb2CTx MXene/MoS2 heterostructure construction for nonlinear optical absorption modulation”为题作为封面文章发表在Opto-Electronic Advances (光电进展）2023年第10期。

        研究团队简介

        这项工作由何军教授领导的中南大学纳米光子学与器件湖南省重点实验室团队完成。目前研究团队拥有固定成员26名，其中国家级人才5人，省部级人才17人。已累计完成科研设备投入6000余万元。团队在微纳光学及光电调控、自旋和光电器件研发、激光微纳加工等领域密切合作，取得了一系列具有国际影响力的原创性成果。近五年发表Nature、Phys. Rev. Lett.等JCR一区论文400余篇，承担国家级项目40余项，授权发明专利30余项，完成科技成果转化十余项，获得省部级科研奖励十余项。

        何军 教授

        何军，中南大学物理学院教授，博导。入选教育部新世纪优秀人才、湖南省芙蓉学者特聘教授。主持国家自然科学基金优秀青年基金、湖南省杰出青年科学基金在内的省部级以上项目10余项。从事纳米材料的超快现象和非线性光学，飞秒激光制造微纳结构和二维材料神经形态晶体管研究。在以Nat. Commun.、Phys. Rev. Lett.、Adv. Mater.为代表的国际著名期刊发表 SCI 论文 260余篇，引用 8200 余次，h-index 52。荣获国家高等教育教学成果奖二等奖1项（排名第3），湖南省高等教育教学成果奖特等奖、二等奖各 1 项（排名第1）, 湖南省自然科学奖二等奖 1 项（排名第1）。

        个人主页：https://faculty.csu.edu.cn/hejun/zh_CN/index.htm

        王迎威 博士

        王迎威，中南大学物理学院讲师，湖南省优秀青年基金获得者。专注于低维材料纳米光子学领域，围绕激光与物质相互作用开展基础与应用基础研究，在二维半导体超快非线性光学效应、超构表面光场调控与新型超薄光调制器件等方面取得一系列关键进展。在以Nano Lett.、ACS Nano、 Adv. Funct. Mater.、Opto-Electron. Adv.为代表的国际知名期刊发表SCI论文60余篇，引用 2200 余次，h-index 23。主持国家自然科学基金青年项目、湖南省优秀青年基金项目等省部级项目6项。获湖南省自然科学奖二等奖（排名第3），湖南省光学科技进展奖二等奖（排名第2）。

        个人主页：https://faculty.csu.edu.cn/wangyingwei1/zh_CN/index/197072/list/index.htm