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二维层状薄膜是一种新型的一维受限材料,在新型光电器件、能源器件以及生命科学等领域有着广阔的应用前景。自2004年第一块单层石墨烯在实验室被成功剥离以来,二维层状薄膜材料成为人们研究的热点。对这些材料基本物理特性的研究有助于对其更加合理地开发利用。例如过渡金属硫族化合物薄层的光电特性在发光二极管、光电探测器和场效应晶体管等领域具有潜在应用。本论文针对过渡金属硫族化合物中的WSe2薄层的静水压力光谱开展研究,取得以下三个方面的研究成果: (1)研究了单层及双层WSe2的带间光学跃迁对静水压力的响应。研究表明,单层WSe2属于直接带隙半导体材料,对应荧光峰源自于K-K带间跃迁。在加压条件下,K导带底上移而Λ导带底下移,相对价带顶K点的跃迁的压力系数分别为31和-3meV/GPa,在2.25GPa附近出现从直接带隙到间接带隙的转变。同时发现单层材料中带边局域态荧光能量随带边一起蓝移。双层WSe2属于间接带隙材料,两个荧光峰分别对应带间的Λ-K跃迁和K-K跃迁,压力系数分别为-22和27meV/GPa。 (2)发现一种制备单层WSe2单光子发射的简易而高效的方法。在外加静水压力下,单层WSe2的低温荧光光谱出现了一些分立的锐利谱线,其零时间延迟二阶关联函数的值g2(0)<0.3,荧光寿命在10ns之内,具有典型的单光子发射特性。通过详细的实验研究,确认单层WSe2中的单光子荧光谱线源于边缘缺陷态相关的深能级光学跃迁。此外,对单光子荧光信号的间歇性效应和荧光光谱扩散进行了连续时间跟踪测量,发现其荧光谱线强度随时间的变化规律遵循幂律分布,拟合得到的指数值接近-3/2。 (3)分析了WSe2薄层样品带间光学跃迁受环境介质的影响。使用金刚石对顶砧装置,以改换传压介质的方式测量了荧光谱线及吸收谱线对压力的响应。研究表明,极性介质甲醇乙醇混合液可能会以与Se原子形成氢键等方式影响单层WSe2的能带结构和压力响应。而相比之下非极性介质浓缩态氩比甲醇乙醇混合液更适合作为室温下单层WSe2的传压介质。