【摘 要】
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单层与少层形态下独特的自旋-能谷偏振特性使得过渡金属硫族化合物（transition metal chalcogenides,TMDCs）材料成为未来量子通信的潜在信息载体,其自旋-能谷偏振度的主动调控受到了人们广泛的关注。本论文通过制备堆叠双层二硫化钨（WS2）材料,结合自旋-能谷偏振分辨的荧光系统测量了不同堆叠角度下双层WS2的自旋-能谷偏振度,发现了堆叠角度对双层WS2自旋-能谷偏振特性的调
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单层与少层形态下独特的自旋-能谷偏振特性使得过渡金属硫族化合物（transition metal chalcogenides,TMDCs）材料成为未来量子通信的潜在信息载体,其自旋-能谷偏振度的主动调控受到了人们广泛的关注。本论文通过制备堆叠双层二硫化钨（WS2）材料,结合自旋-能谷偏振分辨的荧光系统测量了不同堆叠角度下双层WS2的自旋-能谷偏振度,发现了堆叠角度对双层WS2自旋-能谷偏振特性的调控规律,并且分析了调控的内在物理机制。具体研究工作总结如下:1.利用自旋-能谷偏振分辨的共聚焦荧光系统,对单层WS2材料上/下转换中激子自旋-能谷偏振度进行了测试;对比分析了上/下转换中泵浦光共振能量的改变对激子自旋-能谷偏振度的影响。通过瞬态吸收谱技术,测量了上/下转换中,不同能量的泵浦光下A激子寿命,剖析了上/下转换中激子自旋-能谷偏振弛豫过程的差异,得出激子发生上转换是在两个不同能谷中同时进行的结论。2.采用材料转移方法,利用两片化学气相沉积（chemical vapor deposition,CVD）生长的单层WS2样品,制成了具有大量且不同堆叠角度的双层WS2样品。并利用二次谐波（second harmonic generation,SHG）信号确定了上下各层材料的晶格方向,计算所得双层材料的堆叠角度,并验证了光学图像直接测量双层WS2夹角结果的可靠性。3.利用自旋-能谷偏振分辨的共聚焦荧光系统,在常温和低温（15 K）下,对制成的转角堆叠双层WS2的A激子和带电激子自旋-能谷偏振度进行了测试,发现了其受堆叠角度调控的规律。进一步分析表明,堆叠角度对A激子和带电激子自旋-能谷偏振度调控的调制深度不同,常温下调制深度分别为20.5%和13.7%。对比分析了A激子和带电激子自旋-能谷偏振度受堆叠角度调控的异同。论文研究成果对理解TMDCs中能谷退偏振机制以及未来调控双层TMDCs的器件的光电性能具有一定的指导和帮助。
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