单层过渡金属硫族化合物的超快多脉冲烧蚀与缺陷生成
光学
2022-01-14 v1 应用物理
摘要
已知过渡金属硫族化合物具有较大的光学非线性，在许多应用中期望以高强度驱动这些材料。理解其在重复强激发下的光学响应，对于提升这些强场器件的性能极限并实现高效的激光图案化至关重要。在此，我们报道了在空气中由 160 fs、800 nm 脉冲诱导的单层 MoS 和 WS 的孵化研究，以考察其烧蚀阈值如何随入射激光脉冲数变化。两种材料均表现出优于石墨烯和大多数块体材料的特性；具体而言，MoS 的抗辐射退化能力与最好的块体薄膜相当，且具有创纪录的快速饱和。我们的建模提供了令人信服的证据：MoS 阈值的微小降低与快速饱和源于其优异的抗辐射软化键合完整性。亚烧蚀损伤以空位、晶格无序和纳米孔洞的形式，通过透射电子显微镜、光致发光、拉曼和二次谐波产生研究得以揭示，并归因于所观察到的孵化效应。首次确定单层 MoS 的亚烧蚀损伤阈值为单脉冲烧蚀阈值的 78%，低于此值 MoS 在多次激光脉冲下保持完好。我们的结果确证了 MoS 作为强场器件和高通量激光图案化稳健材料的地位。
引用
@article{arxiv.2112.10743,
title = {Ultrafast Multi-Shot Ablation and Defect Generation in Monolayer Transition Metal Dichalcogenides},
author = {Joel M. Solomon and Sabeeh Irfan Ahmad and Arpit Dave and Li-Syuan Lu and Yu-Chen Wu and Wen-Hao Chang and Chih-Wei Luo and Tsing-Hua Her},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.10743},
year = {2022}
}