单个银纳米天线调控单片层二硫化钼局部区域的光致发光强度

单片层二硫化钼由于其具有直接带隙结构和二维材料等特征，近年来在光电领域广受关注。但单片层的亚纳米级别厚度限制了其吸光能力，从而导致二硫化钼的光致发光量子效率较低。目前大量研究致力于探索调控单层二硫化钼光致发光强度的方法，包括化学掺杂、缺陷工程、引入聚合物间隔层等多种手段。其中，利用具有表面等离子共振效应的金属（如金、银）对二硫化钼进行修饰是一种既不引入缺陷，又无需复杂制备过程的有效手段，但目前这一领域的研究通常集中于较大尺度的金、银聚集体结构对大范围二硫化钼片层的光学信号的影响，而缺乏对纳米尺度金属粒子-高度局限区域内的二硫化钼这类体系的研究。

针对上述问题，复旦大学刘天西课题组与南洋理工大学Ling Xing Yi课题组合作，利用不同形貌的单个银纳米天线（包括银纳米立方体、银纳米正八面体、银纳米球），对由scotch-tape方法剥离得到的单片层二硫化钼进行光致发光强度的调控研究。该体系通过选择不同的银纳米天线来控制其对二维二硫化钼片层的激发速率、量子效率以及发射方向的影响，进而成功实现了对二硫化钼光致发光强度从衰减（减弱至< 1/2）至增强（增强至>2倍）的不同程度调控。该调控方法同样可延伸至多片层（2、3层）的二硫化钼。而且，银纳米天线的单个粒子形态使其能够将调控限制于纳米尺度范围内。结合以上研究结果，可通过使用不同的银纳米天线同时修饰同一片二硫化钼片层，来构筑一种不均匀的光学平台，该光学平台可发射一系列强度不同且高度局限、互不干扰的光学信号。这种在纳米尺度内具有高度可控光学输出的平台在集成以过渡金属硫属化合物为基础的光电器件方面具有广阔的应用前景。

相关成果近期发表于《Advanced Materials》上（Adv. Mater., 2015, ASAP. DOI:10.1002/adma.201503905）。

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201503905/full  

原文标题：Localized and Continuous Tuning of Monolayer MoS₂ Photoluminescence Using a Single Shape-Controlled Ag Nanoantenna