层状的二硒化铂（PtSe₂）是二维过渡贵金属硫族化合物（Noble-Transition-Metal Dichalcogenides， NMDs）中的一个代表性材料，因其优异的光学、电学特性和在空气中保持稳定的物化特性而受到广泛关注，在新一代光电子、电子器件中有很大的应用前景。更为独特的是，单层PtSe₂呈现间接带隙半导体属性，而其体相则转变为半金属性，这种与维度相关的特性和其电子能带结构的演变密切相关，使得通过实验确定层状PtSe₂的电子能带结构变得非常重要。本课题组利用无损、灵敏、宽谱的光学方法，研究了层状PtSe₂中强层间相互作用对其电子结构和电子-声子耦合的调控。

课题组利用反射对比光谱（Reflection Contrast Spectroscopy）和椭圆偏振光谱测量技术（Spectroscopic Ellipsometry, SE）对层状PtSe₂的光电导谱、电子能带中的临界点跃迁行为等进行了深入研究，进一步应用变温吸收光谱（Temperature-dependent Absorbance Spectroscopy）探明了在强层间相互作用下的电子-声子耦合的演变情况。

系统研究了从单层到16层的PtSe₂。研究发现，在单层PtSe₂的能带结构的布里渊区中存在三个临界点跃迁，其跃迁能量主要集中在近紫外-可见光波段。当层数增加时，在强层间相互作用下，三个临界点跃迁能量均发生红移。此外，在厚层的PtSe₂当中，电子-声子耦合强度和平均声子能量都要更低，反映了其更好的电子输运特性。研究结果加深了对层状PtSe₂中层间相互作用的理解，为其光电子、电子器件设计提供了坚实的物理基础。同时，这种纯光学的方法为探究二维材料中层间相互作用提供了一种新策略。

图1 (a) PtSe₂的原子结构；(b) 反射对比光谱的测试原理图；(c) 层状PtSe₂的光电导谱；(d) 光电导谱峰位随厚度的依赖关系。

图2 (a) 采用标准临界点模型分析层状PtSe₂介电函数的微分谱；(b)临界点分析结果与光电导谱的对比；(c) 由于强层间耦合作用，A临界点跃迁（激子跃迁）偏离了量子限制理论的预测。

图3 (a)-(e)分别为单层、双层、4层、8层和16层PtSe₂的变温吸收谱。进一步的分峰分析揭示了前述三个临界点跃迁的变化行为。

图4 (a)-(b)分别是临界点跃迁A和B跃迁能量-温度的依赖关系，从中可得出电子-声子相互作用信息。

J. He, X. Zhu, W. Liu, et al. Versatile band structure and electron–phonon coupling in layered PtSe₂ with strong interlayer interaction. Nano Research. https://doi.org/10.1007/s12274-022-4232-7.

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