邱化玉团队高凌锋副教授《ACS Nano》: 少层Ti3CN MXene的光学性质

自2011年首次报道Ti₃C₂ MXene以来，MXene材料由于其独特的理化性质，受到越来越多科研工作者们的青睐。众所周知，材料的光学性质往往会对其各方面的应用，尤其是光电器件领域的探索产生较大的影响，深入理解结构与性能之间的关系将会对器件的构建起指导作用。

近日，杭州师范大学高凌锋副教授与深圳大学张晗教授以及乌普萨拉大学Hans Ågren教授合作系统研究了少层Ti₃CN MXene的光学性质。团队近两年在少层MXene材料方面积累了丰富的经验，例如总结了MXene/聚合物复合薄膜（Chem. Mater., 2020, 32, 1703-1747，ESI高被引）和首次提出异质MXene的概念（Adv. Mater., 2021, 33, 2004129），系统对比了Ti₃C₂和Ti₃CN的非线性光学行为（Nanoscale, 2021, 13, 15891-15898），研究了少层Nb₂C MXene的非线性光学行为（Small Methods, 2020, 4, 2000250），并以此指导基于Nb₂C的飞秒锁模光纤激光器和光电探测器的构建（ACS Nano, 2021, 15, 954-965，ESI高被引；Mater. Today Phys., 2021, 21, 100479）以及拓展少层Nb₂C在全光调制（Nanophotonics, 2021, 10, 2617-2623）和可饱和吸收体（Opt. Laser Technol., 2021, 142, 107199）方面的应用等。在本项工作中，团队采用氢氟酸刻蚀和小分子插层的手段制备出具有高质量的少层Ti₃CN MXene，随后通过瞬态吸收和Z-扫描技术对Ti₃CN MXene的光学性质展开研究，结合第一性原理计算揭示了其载流子动力学和宽带非线性光学响应行为。结果显示，该少层Ti₃CN MXene具有超快弛豫时间，其非线性光学行为可随波长的变化而调节，预期在光电器件领域将展现出巨大的应用前景。相关成果以 “Optical Properties of Few-Layer Ti₃CN MXene: From Experimental Observations to Theoretical Calculations”为标题发表于国际纳米科技著名期刊《ACS Nano》上。

论文的共同第一作者为杭州师范大学高凌锋副教授、深圳大学陈华龙博士和乌普萨拉大学Artem V. Kuklin博士，杭州师范大学高凌锋副教授、深圳大学张晗教授以及乌普萨拉大学Hans Ågren教授为共同通讯作者，杭州师范大学为第一完成单位。该工作得到了国家自然科学基金项目（62005177, 61875138, 61961136001）、杭州师范大学启动经费（2021QDL036）、广东省教育部重点项目（2018KCXTD026）河南省优秀海外科学家研究中心项目（GZS2020011）等项目的支持。

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsnano.1c10577