MARC

 008260126s2024        us                              c    eng  d
■001000017358689
■00520260202104737
■006m          o    d                
■007cr#unu||||||||
■020    ▼a9798290651361
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI32149671
■035    ▼a(MiAaPQ)Stanfordjv240gn6377
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a553.41
■1001  ▼aXia,  Chenyi.
■24510▼aProbing  Ultrafast  Charge  Transfer  and  Nonlinear  Optical  Phenomena  in  2D  Transition  Metal  Dichalcogenides  Using  Terahertz  Emission  Spectroscopy
■260    ▼a[Sl]▼bStanford  University▼c2024
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2024
■300    ▼a92  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  87-01,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Lindenberg,  Aaron.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--Stanford  University,  2024.
■520    ▼aTwo-dimensional  (2D)  transition  metal  dichalcogenides  (TMDCs)  have  emerged  as  a  class  of  materials  with  remarkable  properties  including  controllable  band  structure,  high  exciton  binding  energy,  and  controllable  interlayer  coupling,  making  them  ideal  for  applications  in  photonics,  optoelectronics,  and  valleytronics.  This  thesis  investigates  ultrafast  charge  transfer  dynamics  and  nonlinear  optical  phenomena  in  2D  TMDCs  using  terahertz  emission  spectroscopy  (TES),  providing  fundamental  insights  into  their  behavior  under  various  conditions.Despite  their  promising  attributes,  the  practical  application  of  2D  TMDCs  is  often  hindered  by  oxidation  and  degradation  effects  under  ambient  conditions.  Specifically,  exposure  to  light  and  moisture  can  lead  to  oxidation  and  other  forms  of  deterioration,  which  compromise  the  material's  performance  and  stability.  Understanding  and  mitigating  these  degradation  mechanisms,  and  elucidating  the  fundamental,  ultrafast  processes  that  underlie  them,  is  crucial  for  the  development  of  technologically  relevant  TMDC-based  devices.In  this  thesis,  I  demonstrate  investigations  of  the  ultrafast  charge  transfer  dynamics  and  associated  nonlinear  optical  phenomena  in  2D  TMDCs  using  a  cutting-edge  technique  called  terahertz  emission  spectroscopy.  This  method  allows  us  to  probe  the  rapid  movements  of  charge  carriers  on  femtosecond  timescales,  in  which  ultrafast  currents  are  directly  reflected  in  the  emitted  terahertz  fields.The  first  part  of  this  work  explores  substrate-dependent  photo-induced  degradation  in  monolayer  WS₂.  I  demonstrate  that  WS₂  on  a  gold  substrate  exhibits  remarkable  stability  against  degradation  compared  to  WS₂  on  fused  silica,  attributed  to  efficient  charge  transfer  dynamics.  The  gold  substrate  effectively  quenches  the  photoexcited  carriers,  preventing  them  from  initiating  chemical  reactions  that  lead  to  degradation.  These  findings  not  only  deepen  our  understanding  of  the  fundamental  processes  governing  the  behavior  of  2D  TMDCs  but  also  offer  a  practical  strategy  to  enhance  their  durability.  By  using  gold  substrates,  we  can  significantly  reduce  photo-induced  degradation,  paving  the  way  for  more  robust  and  reliable  optoelectronic  devices.The  second  part  of  the  thesis  focuses  on  hot-carrier  transport  dynamics,  where  TES  is  employed  to  probe  ultrafast  charge  carrier  dynamics  in  designer  nano-antennas.  By  correlating  terahertz  emission  with  transport  properties,  this  study  elucidates  the  fundamental  processes  governing  carrier  behavior  at  nanoscale  junctions.The  final  part  addresses  nonlinear  optical  phenomena  in  Janus  topological  semiconductors,  specifically  1T'  MoSSe.  We  reveal  extraordinary  room-temperature  nonlinearities,  including  high-harmonic  generation,  second-harmonic  generation,  and  enhanced  terahertz  emission.  Theoretical  analysis  links  these  effects  to  topological  band  mixing  and  strong  inversion  symmetry  breaking  due  to  the  Janus  structure,  underscoring  their  potential  in  high-performance  nonlinear  optics.This  thesis  advances  the  understanding  of  ultrafast  processes  and  nonlinearaities  in  2D  materials  and  their  interfaces,  offering  critical  insights  for  future  applications  in  energy,  electronics,  and  quantum  technologies.
■590    ▼aSchool  code:  0212.
■650  4▼aGold
■650  4▼aPhotographs
■650  4▼aElectrons
■650  4▼aOxidation
■650  4▼aSpectrum  analysis
■650  4▼aFourier  transforms
■650  4▼aLasers
■650  4▼aGallium  arsenide
■650  4▼aElectric  fields
■650  4▼aSymmetry
■650  4▼aPhotovoltaic  cells
■650  4▼aEnergy
■650  4▼aGraphene
■650  4▼aTransistors
■650  4▼aThin  films
■650  4▼aOptics
■650  4▼aRadiation
■690    ▼a0791
■690    ▼a0752
■71020▼aStanford  University.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g87-01B.
■790    ▼a0212
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2024
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17358689▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

Preview

Export

ChatGPT Discussion

AI Recommended Related Books