本文中作者將傳統(tǒng)的光譜與自制的shear-force AFM 系統(tǒng)相結(jié)合，利用掃描探針顯微鏡控制器-R9 Plus準(zhǔn)確控制針尖和樣品之間的距離，其中Au 尖端由優(yōu)化的電化學(xué)蝕刻工藝制成，被固定在諧振頻率為 32.768 kHz 的石英音叉上。同時(shí)，為了電場模塊能夠順利構(gòu)建量子隧穿納米等離子體腔，針尖和樣品均與函數(shù)發(fā)生器建立電連接。通過在針尖和樣品之間施加電位差的方式，成功在兩者之間感應(yīng)出局部電場，并利用基于R9 Plus的STM技術(shù)讀取了隧穿電流。由此可見，本文作者設(shè)計(jì)搭建的表征平臺(tái)充分展現(xiàn)了RHK公司SPM控制器的靈活性和兼容性。

量子隧穿納米等離子體腔QNC中光場和電勢的空間分布

a. 當(dāng)尖端與HfO?的距離為2 nm時(shí)，有（右）和沒有（左）HfO?層時(shí)光場強(qiáng)度 |EZ|2 的分布。

b. 不同尖端-HfO?距離下在xy平面內(nèi)的 |EZ|2 分布。尖端-樣品距離表示為d。橫截面視圖的z位置沿（a）中的白色虛線（MoS?單層）固定。

c. 當(dāng)d = 2 nm時(shí)，在尖端施加直流偏壓后，有（右）和沒有（左）HfO?層時(shí)電勢的分布。

d. 由（a）和（c）中的白色虛線得出的光場強(qiáng)度 |EZ|2（黑色虛線）和電勢（藍(lán)色填充區(qū)域）的分布輪廓。

通過光和電控制實(shí)現(xiàn)納米級(jí)激子-三重子exciton-trion相互轉(zhuǎn)換

a. 二硫化鉬（MoS?）單層的光致發(fā)光（PL）光譜隨尖端-樣品距離變化的等高線圖。

b. 由（a）得出的X₀（紅色）和X^-（藍(lán)色）發(fā)射強(qiáng)度隨距離的變化。

c. 當(dāng)尖端-樣品距離小于3 nm（量子隧穿區(qū)域）時(shí)，MoS?單層的PL光譜隨V_tip的變化。

d. 當(dāng)金尖端上的V_tip^DC為 +10V（頂部）、0V（中部）和 -10V（底部）時(shí)，MoS?單層的洛倫茲擬合PL光譜。（a）和（c）中的黑色虛線表示X₀和X^-的能量。

激子-三重子exciton-trion高速電調(diào)制的自相關(guān)測量

a. 描繪在二硫化鉬（MoS?）單層中，隨著調(diào)制幅度極性不同，激子行為改變的示意圖。左圖和右圖分別表示向X^-主導(dǎo)狀態(tài)和X₀主導(dǎo)狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。

b. 在固定幅度為 +5V（X₀調(diào)制）和激發(fā)功率約為150 μW的情況下，不同調(diào)制頻率下電調(diào)制光致發(fā)光強(qiáng)度的測量符合計(jì)數(shù)。

c. 在激發(fā)功率約為3.5 mW時(shí)，X^-轉(zhuǎn)換（ - 5V，藍(lán)色）和X₀轉(zhuǎn)換（ + 5V，紅色）的高速電調(diào)制。τ和V_tip^AC分別代表激子調(diào)制周期和金尖端上的交流偏壓。

本研究展示了量子隧穿納米等離子體腔在觀測高速光電現(xiàn)象及其電調(diào)制方面的潛力和多功能性。實(shí)驗(yàn)研究，包括納米級(jí)靜電摻雜和對(duì)納米光電特性的亞衍射極限分析，為納米尺度行為提供了全面的見解。作者的研究延伸到了對(duì)激子準(zhǔn)粒子的高速電調(diào)制，推動(dòng)了各種利用修飾復(fù)合動(dòng)力學(xué)、非線性效應(yīng)、谷極化和輸運(yùn)動(dòng)力學(xué)的納米光電器件平臺(tái)的發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)超快納米激子調(diào)制器開辟新的途徑。

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