宾夕法尼亚州立大学的莎拉·斯莫尔 信用:CC0公共领域 宾夕法尼亚州立大学的研究人员称，二维材料的最新进展为电子和光学设备的未来发展打开了新的可能性
由宾夕法尼亚州立大学电气工程和生物医学工程助理教授黄圣喜领导的研究人员最近公布了两项独立但相关的发现的结果，这两项发现是关于他们成功改变薄的二维材料以应用于许多光学和电子设备
通过以原子和物理两种不同的方式改变材料，研究人员能够增强光发射和增加信号强度，扩大了依赖这些材料的设备的可能范围
在第一种方法中，研究人员改变了材料的原子组成
在常用的二维材料中，研究人员依靠薄层之间的相互作用，即范德瓦尔斯层间耦合，来产生电荷转移，然后用于器件中
然而，这种层间耦合是有限的，因为电荷传统上均匀分布在每层的两侧
为了加强耦合，研究人员通过用不同类型的原子替换层一侧的原子，创造了一种新的二维材料，称为Janus过渡金属二硫化物，产生了不均匀的电荷分布
“这种(原子的变化)意味着电荷可能分布不均，”黄说
“这会在平面内产生电场，并因此吸引不同的分子，从而增强光的发射
" 此外，如果范德瓦尔斯层间耦合可以通过以一定角度扭曲层来调整到正确的水平，它可以诱导超导性，对电子和光学器件的进步产生影响
在第二种改变二维材料以提高其性能的方法中，研究人员通过取一层二硫化钼(一种常见的二维材料，通常又平又薄)并将其卷成大致圆柱形来增强能量上转换过程产生的信号。
二硫化钼材料的能量转换过程是非线性光学效应的一部分，如果光照射到物体上，频率会加倍，这就是能量转换的原因
“我们一直想在这个过程中增加一倍的频率，”黄说
“但是信号通常很弱，所以增强信号非常重要
" 通过滚动材料，研究人员获得了超过95倍的信号改善
现在，黄计划将这两项进展结合起来
“我们研究的下一步是回答我们如何将原子工程和形状工程结合起来创造更好的光学器件，”她说
最近，一篇关于原子结构研究的论文“通过极性Janus MoSSe增强范德华层间耦合”发表在《美国化学学会杂志》上
最近在美国化学学会纳米期刊上发表了一篇关于轧制材料的研究论文，题目是“具有增强效率的二硫化钼纳米球的手性相关二次谐波产生”
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