Name: Piezoreflektanzspektroskopie optischer Übergänge in van-der-Waals-Schichtkristallen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2026-05-22T12:50:00.000+00:00
Duration: 9 min 6 s
Description: Erfahren Sie, wie Sie Piezoreflektanzspektroskopie zur präzisen Identifizierung direkter optischer Übergänge in van-der-Waals-Schichtkristallen anwenden. Diese Methode ermöglicht hochauflösende Untersuchungen mit verbessertem Signal-Rausch-Verhältnis.

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<ol><li>Gavini, A., Cardona, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modulated+piezoreflectance+in+semiconductors%5BTitle%5D)+AND+%22Phys+Rev+B%22%5BJournal%5D)">Modulated piezoreflectance in semiconductors.</a> Phys Rev B. 1, 672(1970).</li>
<li>Dumcenco, D. O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Piezoreflectance+and+Raman+Characterization+of+Mo1%E2%88%92xWxS2+Layered+Mixed+Crystals%5BTitle%5D)+AND+%22Solid+State+Phenomena%22%5BJournal%5D)">Piezoreflectance and Raman Characterization of Mo1−xWxS2 Layered Mixed Crystals.</a> Solid State Phenomena. 170, 55-59 (2011).</li>
<li>Zheng, J. Y., Lin, D. Y., Huang, Y. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Piezoreflectance+study+of+band-edge+excitons+of+res2%3Aau%5BTitle%5D)+AND+%22Jpn+J+Appl+Phys%22%5BJournal%5D)">Piezoreflectance study of band-edge excitons of res2:au.</a> Jpn J Appl Phys. 48, 0523021-0523025 (2009).</li>
<li>Wu, Y. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Piezoreflectance+study+of+near+band+edge+excitonic-transitions+of+mixed-layered+crystal+Mo%28SxSe1-x%292+solid+solutions%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Phys%22%5BJournal%5D)">Piezoreflectance study of near band edge excitonic-transitions of mixed-layered crystal Mo(SxSe1-x)2 solid solutions.</a> J Appl Phys. 115, 223508(2014).</li>
<li>Sigiro, M., Huang, Y. S., Ho, C. H., Lin, Y. C., Suenaga, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+rhenium+on+the+structural+and+optical+properties+of+molybdenum+disulfide%5BTitle%5D)+AND+%22Jpn+J+Appl+Phys%22%5BJournal%5D)">Influence of rhenium on the structural and optical properties of molybdenum disulfide.</a> Jpn J Appl Phys. 54, 04DH05(2015).</li>
<li>Kopaczek, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+optical+transitions+at+K-+and+H-point+of+Brillouin+zone+in+bulk+MoS2%2C+MoSe2%2C+WS2%2C+and+WSe2%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Phys%22%5BJournal%5D)">Direct optical transitions at K- and H-point of Brillouin zone in bulk MoS2, MoSe2, WS2, and WSe2.</a> J Appl Phys. 119, 235705(2016).</li>
<li>Kopaczek, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Strain+Modulation+in+van+der+Waals+Crystals+Directly+Exfoliated+onto+Piezoceramics%E2%94%80Application+in+Micropiezoreflectance+Spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Appl+Electron+Mater%22%5BJournal%5D)">Strain Modulation in van der Waals Crystals Directly Exfoliated onto Piezoceramics─Application in Micropiezoreflectance Spectroscopy.</a> ACS Appl Electron Mater. 6, 7857-7864 (2024).</li>
<li>Ruppert, C., Aslan, O. B., Heinz, T. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+Properties+and+Band+Gap+of+Single-and+Few-Layer+MoTe2+Crystals%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Optical Properties and Band Gap of Single-and Few-Layer MoTe2 Crystals.</a> Nano Lett. 14, 6231-6236 (2014).</li>
<li>Niu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thickness-Dependent+Differential+Reflectance+Spectra+of+Monolayer+and+Few-Layer+MoS2%2C+MoSe2%2C+WS2+and+WSe2%5BTitle%5D)+AND+%22Nanomaterials%22%5BJournal%5D)">Thickness-Dependent Differential Reflectance Spectra of Monolayer and Few-Layer MoS2, MoSe2, WS2 and WSe2.</a> Nanomaterials. 8, 725(2018).</li>
<li>CARDONA, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+Properties+and+Electronic+Density+of+States%5BTitle%5D)+AND+%22J+Res+Natl+Bur+Stand+A+Phys+Chem%22%5BJournal%5D)">Optical Properties and Electronic Density of States.</a> J Res Natl Bur Stand A Phys Chem. 74A, 253(1970).</li>
<li>Misiewicz, J., Sitarek, P., Sęk, G., Kudrawiec, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Semiconductor+heterostructures+and+device+structures+investigated+by+photoreflectance+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Mater+Sci%22%5BJournal%5D)">Semiconductor heterostructures and device structures investigated by photoreflectance spectroscopy.</a> Mater Sci. 21 (3), 263-318 (2003).</li>
<li>Aspnes, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Third-derivative+modulation+spectroscopy+with+low-field+electroreflectance%5BTitle%5D)+AND+%22Surf+Sci%22%5BJournal%5D)">Third-derivative modulation spectroscopy with low-field electroreflectance.</a> Surf Sci. 37, 418-442 (1973).</li>
<li>Misiewicz, J., Sęk, G., Sitarek, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photoreflectance+spectroscopy+applied+to+semiconductors+and+semiconductor+heterostructures%5BTitle%5D)+AND+%22Optica+Appl%22%5BJournal%5D)">Photoreflectance spectroscopy applied to semiconductors and semiconductor heterostructures.</a> Optica Appl. 29, 327-363 (1999).</li>
<li>Aspnes, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+modulation+spectra+of+stratified+media%5BTitle%5D)+AND+%22JOSA%22%5BJournal%5D)">Analysis of modulation spectra of stratified media.</a> JOSA. 63 (11), 1380-1390 (1973).</li>
<li>Philipp, H. R., Dash, W. C., Ehrenreich, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Piezoreflectance+in+Ge%5BTitle%5D)+AND+%22Phys+Rev%22%5BJournal%5D)">Piezoreflectance in Ge.</a> Phys Rev. 127, 762-765 (1962).</li>
<li>Pollak, F. H., Cardona, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Piezo-Electroreflectance+in+Ge%2C+GaAs%2C+and+Si%5BTitle%5D)+AND+%22Phys+Rev%22%5BJournal%5D)">Piezo-Electroreflectance in Ge, GaAs, and Si.</a> Phys Rev. 172, 816(1968).</li>
<li>Merski, J., Eckhardt, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Piezomodulation+spectroscopy+of+molecular+crystals.+I.+Methods+and+principles%5BTitle%5D)+AND+%22J+Chem+Phys%22%5BJournal%5D)">Piezomodulation spectroscopy of molecular crystals. I. Methods and principles.</a> J Chem Phys. 75, 3691-3704 (1981).</li>
<li>Mathieu, H., Allègre, J., Gil, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Piezomodulation+spectroscopy%3A+A+powerful+investigation+tool+of+heterostructures%5BTitle%5D)+AND+%22Phys+Rev+B%22%5BJournal%5D)">Piezomodulation spectroscopy: A powerful investigation tool of heterostructures.</a> Phys Rev B. 43, 2218(1991).</li>
<li>Yu, C. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multiple+confined-state+transitions+within+surface+quantum+dots+by+a+piezomodulation+reflectance+study%5BTitle%5D)+AND+%22Phys+Status+Solidi+%28A%29+Appl+Mater+Sci%22%5BJournal%5D)">Multiple confined-state transitions within surface quantum dots by a piezomodulation reflectance study.</a> Phys Status Solidi (A) Appl Mater Sci. 204, 1171-1177 (2007).</li>
<li>Engeler, W. E., Fritzsche, H., Garfinkel, M., Tiemann, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-Sensitivity+Piezoreflectivity%5BTitle%5D)+AND+%22Phys+Rev+Lett%22%5BJournal%5D)">High-Sensitivity Piezoreflectivity.</a> Phys Rev Lett. 14, 1069(1965).</li>
<li>Garfinkel, M., Tiemann, J. J., Engeler, W. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Piezoreflectivity+of+the+Noble+Metals%5BTitle%5D)+AND+%22Phys+Rev%22%5BJournal%5D)">Piezoreflectivity of the Noble Metals.</a> Phys Rev. 148, 695(1966).</li>
<li>Sell, D. D., Kane, E. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Piezoreflectance+of+Germanium+from+1.9+to+2.8+eV%5BTitle%5D)+AND+%22Phys+Rev%22%5BJournal%5D)">Piezoreflectance of Germanium from 1.9 to 2.8 eV.</a> Phys Rev. 185, 1103(1969).</li>
<li>Gerhardt, U., Beaglehole, D., Sandrock, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Piezo-Optical+Constants%2C+Deformation+Potentials%2C+and+the+Electronic+Structure+of+Copper%5BTitle%5D)+AND+%22Phys+Rev+Lett%22%5BJournal%5D)">Piezo-Optical Constants, Deformation Potentials, and the Electronic Structure of Copper.</a> Phys Rev Lett. 19, 309(1967).</li>
<li>Balslev, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Apparatus+for+Combined+Static+and+Dynamic+Uniaxial+Stress%5BTitle%5D)+AND+%22Rev+Sci+Inst%22%5BJournal%5D)">Apparatus for Combined Static and Dynamic Uniaxial Stress.</a> Rev Sci Inst. 38, 1528-1529 (1967).</li>
<li>Sell, D. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Review+of+piezomodulation+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Surf+Sci%22%5BJournal%5D)">Review of piezomodulation spectroscopy.</a> Surf Sci. 37, 896-913 (1973).</li>
<li>Sebayang, K., Sigiro, M. Piezoreflectance study of Nb-doped MoS2 single crystals. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSebayang%2C+K+%22IOP+Conf+Seri+Mater+Sci+Eng%22">IOP Conf Seri Mater Sci Eng</a>. , Institute of Physics Publishing. (2017).</li>
<li>Kopaczek, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+and+Theoretical+Studies+of+the+Electronic+Band+Structure+of+Bulk+and+Atomically+Thin+Mo1-+xW+xSe2Alloys%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Omega%22%5BJournal%5D)">Experimental and Theoretical Studies of the Electronic Band Structure of Bulk and Atomically Thin Mo1- xW xSe2Alloys.</a> ACS Omega. 6, 19893-19900 (2021).</li>
<li>Gerhardt, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Piezoreflectance+in+Si%5BTitle%5D)+AND+%22Phys+Lett%22%5BJournal%5D)">Piezoreflectance in Si.</a> Phys Lett. 9, 117-118 (1964).</li>
<li>Kopaczek, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Temperature+Dependence+of+the+Indirect+Gap+and+the+Direct+Optical+Transitions+at+the+High-Symmetry+Point+of+the+Brillouin+Zone+and+Band+Nesting+in+MoS2%2C+MoSe2%2C+MoTe2%2C+WS2%2C+and+WSe2Crystals%5BTitle%5D)+AND+%22J+Phys+Chem+C%22%5BJournal%5D)">Temperature Dependence of the Indirect Gap and the Direct Optical Transitions at the High-Symmetry Point of the Brillouin Zone and Band Nesting in MoS2, MoSe2, MoTe2, WS2, and WSe2Crystals.</a> J Phys Chem C. 126, 5665-5674 (2022).</li>
<li>Kudrawiec, R., Misiewicz, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photoreflectance+and+contactless+electroreflectance+measurements+of+semiconductor+structures+by+using+bright+and+dark+configurations%5BTitle%5D)+AND+%22Rev+Sci+Instrum%22%5BJournal%5D)">Photoreflectance and contactless electroreflectance measurements of semiconductor structures by using bright and dark configurations.</a> Rev Sci Instrum. 80, 096103(2009).</li>
<li>Piezoceramic Materials. , PI Ceramic GmbH. 
 <a target="_blank" href="https://www.piceramic.com/en/expertise/piezo-technology/piezoelectric-materials">https://www.piceramic.com/en/expertise/piezo-technology/piezoelectric-materials</a> (2026).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>Aceton (Analysequalität)</td><td>Sigma-Aldrich / Merck</td><td>650501</td><td></td></tr><tr><td>CCD-Kamera</td><td>z. B. Hamamatsu Photonics / Princeton Instruments / Thorlabs</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Computer mit Steuer- und Datenerfassungssoftware (z. B. LabVIEW)</td><td>National Instruments / Kundenspezifische Einrichtung</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>DSP Lock-In Verstärker</td><td>Stanford Research Systems (SRS)</td><td>SR810</td><td></td></tr><tr><td>EKE Halogenlampe, 150 W 21 V (GX5.3 Sockel)</td><td>OSRAM</td><td>93638</td><td>Wird als Ersatzlampe für den Thorlabs OSL1-EC Faserstrahler verwendet.</td></tr><tr><td>Gel-Film PDMS-basierter viskoelastischer Film, 4,0&Prime;&times;4,0&Prime; Bogen</td><td>Gel-Pak</td><td>WF-40&times;40-0060-X4</td><td></td></tr><tr><td>Hochintensive Lichtquelle für Faser (Halogenlampe) - 150 W</td><td>Thorlabs</td><td>OSL1-EC&nbsp;</td><td>Das Modell ist seit dem 07. Januar 2014 als eingestellt (durch OSL2 ersetzt) aufgeführt.</td></tr><tr><td>Hochspannungsrechtecksignalgenerator</td><td>In unserem Labor selbst hergestellt</td><td>HVG-3</td><td></td></tr><tr><td>Lärmarmer Stromvorverstärker</td><td>Stanford Research Systems (SRS)</td><td>SR570</td><td></td></tr><tr><td>M Plan APO NIR 50&times; Objektiv</td><td>Mitutoyo Corporation</td><td>378-825-17</td><td>Je nach optischem Aufbau können auch andere Objektive mit geeigneter Vergrößerung und spektraler Transmission verwendet werden.</td></tr><tr><td>Monochromator / Bildspektrograph, Brennweite 320 mm - Zolix Omni-&lambda;300i</td><td>Zolix Instruments Co., Ltd.</td><td>Omni-&lambda;300i</td><td></td></tr><tr><td>Optischer Chopper-Controller</td><td>Stanford Research Systems (SRS)</td><td>SR540</td><td></td></tr><tr><td>Opto-mechanische und optische Komponenten (Linsen, Spiegel, Blenden, optischer Chopper, Strahlteiler, optische Fasern und Halterungen)</td><td>Thorlabs / selbst hergestellt</td><td>Verschiedene</td><td></td></tr><tr><td>Piezoelektrische Keramikscheibe (&Oslash;30 &times; 1 mm, PZT-5O, Silberelektroden)</td><td>He-Shuai Ltd.</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>PVC-Oberflächenschutzfolie mit niedriger Haftung für Reinräume (blau)</td><td>Reinraumversorgung</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Silikon PIN-Fotodiode</td><td>z. B. Hamamatsu Photonics / Thorlabs&nbsp;</td><td>N/A</td><td>Je nach interessierendem Spektralbereich können auch andere Arten von Photodetektoren eingesetzt werden.</td></tr><tr><td>Silberleitlack (&ldquo;Leitlack&rdquo;)</td><td>Busch GmbH &amp; Co. KG</td><td>5900</td><td></td></tr><tr><td>Transparenter Nagellack</td><td>Revlon, Inc.</td><td>N/A</td><td>Wird als Klebeschicht für die Fixierung von vdW-Flocken verwendet. Jeder klare Nagellack mit ähnlicher Zusammensetzung kann als Alternative verwendet werden.</td></tr><tr><td>Wolframdisulfid (WS2), CAS 12138-09-9</td><td>HQ Graphene</td><td>N/A</td><td>Probematerial</td></tr></tbody></table>

piezoreflektanzspektroskopie optischer Übergänge in van-der-waals-schichtkristallen

Piezoreflectance Spectroscopy of Optical Transitions in van der Waals Layered Crystals

Piezoreflektanzspektroskopie optischer Übergänge in van-der-Waals-Schichtkristallen

The goal of this protocol is to enable precise identification of direct optical transitions in van der Waals semiconductors by piezoreflectance ...

piezoreflectance-spectroscopy-optical-transitions-van-der-waals

Research

Forschung

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Engineering

Ingenieurwesen

Verwendung von photonischen Kristall langsam Lichtwellenleiter und Hohlräume wurde weithin von der Photonik-Community in vielen unterschiedlichen Anwendungen eingesetzt. Deshalb Herstellung und Charakterisierung dieser Geräte sind von großem Interesse. Dieses Papier umreißt unsere Herstellungstechnik und zwei optische Charakterisierungsmethoden, nämlich: interferometrischen (Wellenleiter) und Resonanzstreuung (Hohlräume).

Herstellung und Charakterisierung von Photonic Crystal Langsam Lichtwellenleitern und Hohlräume

Ungeordneten Strukturen bieten neue Mechanismen für die Bildung photonischen Bandlücken und eine beispiellose Freiheit in der funktionellen-Fehler-Designs. Um die Rechen Herausforderungen ungeordneter Systeme zu umgehen, konstruieren wir modulare makroskopische Proben von der neuen Klasse von Materialien und verwenden Sie PBG Mikrowellen, ihre skaleninvarianten photonischen Eigenschaften zu charakterisieren, in eine einfache und kostengünstige Art und Weise.

Mit Mikrowelle und makroskopischen Proben der Dielektrische Festkörper, um die photonischen Eigenschaften ungeordneter photonische Bandlückenmaterialien Studieren

Der Artikel beschreibt eine Methode zur Herstellung extremer Nanodrähte durch Schmelzinfiltration in Kohlenstoffnanoröhren und wie 1D-Systeme mit Hilfe der Resonanz-Raman-Spektroskopie charakterisiert und untersucht werden können, um Schwingungs- und optische Anregungsenergien zu bestimmen.

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Dieses Protokoll beschreibt das Verfahren zur Messung der Temperaturabhängigkeit der vollständig eingestellten Materialkonstanten von piezoelektrischen Materialien mittels resonanter Ultraschallspektroskopie (RUS).

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Das Manuskript beschreibt eine Methode der phonongestützten quasi-resonanten Fluoreszenzspektroskopie, die sowohl laserbegrenzte Auflösung als auch Photolumineszenzspektroskopie (PL) umfasst. Diese Methode nutzt optische Phononen, um linienbreitenbegrenzte Auflösungsspektren von atomartigen Halbleiterstrukturen im Energiebereich zu liefern. Die Methode lässt sich auch leicht mit einem optischen Spektroskopie-Aufbau mit einem einzigen Spektrometer realisieren.

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Hier präsentieren wir ein Protokoll Material zu schätzen und die optischen Eigenschaften der Oberfläche der photoakustischen Effekt kombiniert mit interner Totalreflexion verwendet wird. Diese Technik abklingende Feld-basierte Photoakustik kann verwendet werden, um eine photo-akustischen Messsystem zu schaffen Materialien "Dicken, Bulk- und Dünnfilmbrechungsindizes zu schätzen, und erforschen ihre optischen Eigenschaften.

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Dünne Schichten (100-1000 Å) von Vanadium Kohlendioxid (VO2) entstanden auf Saphir-Substraten von atomic Layer Deposition (ALD). Im Anschluss daran wurden die optischen Eigenschaften durch den Metall-Isolator-Übergang VO2gekennzeichnet. Aus den gemessenen optischen Eigenschaften wurde ein Modell geschaffen, um der einstellbaren Brechungsindex des VO2beschreiben.

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Hier präsentieren wir Ihnen die Protokolle der Differential-Erkennung Analysen der Zeitaufgelösten Infrarot-Schwingungs-Spektroskopie und Elektron Beugung die Beobachtungen der Deformationen der lokalen Strukturen rund um Photoexcited Moleküle in einem einspaltigen ermöglichen Flüssigkristall, indem er eine atomare Perspektive auf die Beziehung zwischen der Struktur und der Dynamik dieses photoaktiven Materials.

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Die photonische Bandstruktur ermöglicht es zu verstehen, wie sich eingegrenzte elektromagnetische Modi in einem photonischen Kristall ausbreiten. In photonischen Kristallen, die magnetische Elemente enthalten, werden solche eingeschränkten und resonanzförmigen optischen Modi von einer verbesserten und modifizierten magneto-optischen Aktivität begleitet. Wir beschreiben ein Messverfahren zur Extraktion der magneto-optischen Bandstruktur durch Fourier Raummikroskopie.

Spektrale und winkelaufgelöste magneto-optische Charakterisierung photoischer Nanostrukturen

Hier stellen wir ein Protokoll vor, um lumineszierende hyperspektrale Bildgebungsdaten zu erhalten und optische Anisotropie-Features von Lanthanid-basierten Einzelkristallen mit einem Hyperspektral Imaging System zu analysieren.

Hyperspektrale Bildgebung als Werkzeug zur Untersuchung der optischen Anisotropie in Lanthanid-basierten molekularen Einzelkristallen

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Piezoreflektanzspektroskopie optischer Übergänge in van-der-Waals-Schichtkristallen

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