金属颗粒的局域表面等离激元可以实现对二维材料的有效物性调控，并且有望实现原子尺度平面材料的光电器件，是近年来国际上的前沿热点研究。北京大学前沿交叉学院方哲宇课题组利用金属纳米颗粒（Au NPs）的表面等离激元实现了对单层二硫化钼（MoS2）的电荷掺杂以及对材料激子束缚能的动态调控，该研究成果近期发表在国际期刊《ACS Nano》上（ACS Nano, 2015, DOI: 10.1021/acsnano.5b03764 ）。
单层MoS2是一种直接带隙半导体材料，由于入射光子导致的价带电子跃迁，激发出电子空穴对并形成激子，如何利用对材料中激子束缚能的调控，从而实现对单层MoS2吸收光谱和发光光谱的调制是近期研究的难点。近期已有电致掺杂MoS2的报道，但仍存在掺杂不均匀、效率不高等问题。方哲宇等人创新性地利用金属纳米颗粒的局域表面等离激元，在界面处激发热电子，实现对单层MoS2的光控电子遂穿效应，并通过吸收光谱和荧光光谱对其进行了表征和分析。发现在具有金属反射层的衬底上，表面等离激元可以有效增强光与MoS2的相互作用。同时，通过改变金属颗粒的浓度、激发波长和激光强度可获得实时的MoS2光谱调控。静电屏蔽的理论模型可以用于解释和分析等离激元界面掺杂效应。这项研究阐述了表面等离激元对低维纳米材料光电特性的调控机理，为新型光控光的等离激元全光器件发展提供了新的思路。
金纳米颗粒等离激元与单层二硫化钼的界面电荷转移过程以及激子束缚能的动态调控
方哲宇课题组在利用表面等离激元调制新型低维材料光电特性研究领域不断取得新的进展。前不久，Wiley 出版社的Materials View China在线评论亮点报道了课题组一个月前发表的有关利用碳量子点等离激元掺杂单层MoS2的研究（Adv. Mater. 27, 5235, 2015）。此项工作是在前期等离激元光控电掺杂的基础上进一步探究了等离激元调制二维材料能带结构的界面过程；同时，本工作是继去年发表的利用等离激元热电子实现单层MoS2结构相变调控（Adv. Mater. 2014）之后的系列工作之一，是课题组在表面等离激元调控低维纳米材料物理特性方面的阶段性成果。
课题组博士研究生李梓维和肖英东是该工作的共同第一作者，美国Rice大学Peter Nordlander教授为该工作提供了理论支持。这项研究得到科技部重大科学研究计划（973项目）、国家自然科学优秀青年基金、中组部万人计划青年拔尖人才计划、人工微结构和介观物理国家重点实验室的资助。
