TMDs 展现出奇特的光物理特性，包括强烈的激子效应、与层数相关的能带结构以及自旋 - 谷耦合，这些特性使其在光电子、谷电子学和量子光子学研究领域具有高度相关性。

为了充分理解这些原子级薄材料中激子、三离子和缺陷的行为，精确的时间分辨光谱表征至关重要。

用于 TMD 研究的工具和系统

以下是我们的系统在典型 TMD 研究应用中的不同配置情况：
-MicroTime 100(BXFM机身) > 用于空间分辨的 TRPL 和 FLIM（时间分辨光致发光和荧光寿命成像）
- MicroTime 100 (BXFM 机身) > 用于单点寿命测量
- MicroTime 100 (BXFM 机身) > 用于薄膜表征
- MicroTime 100 (BXFM 机身) + FluoTime 300 > 用于对局部特征或薄片进行微区光致发光（Micro-PL）分析

使用共聚焦 TRPL 和激子扩散评估 TMDs 的化学处理

Zhaojun Li 及其同事致力于基于半导体过渡金属二硫化物（TMDs）的二维材料，以制造高性能光电子器件。某些化学处理方法比其他方法更能提高这些材料的光致发光（PL）产率，但至今原因不明。

为揭示经 H-TFSI 处理过的单层 MoS2样品和 Li-TFSI 处理过的单层 MoS2样品的光致发光增强机制，研究小组使用配备 405 nm 脉冲激光器的时间分辨共聚焦显微镜等技术进行了共聚焦 TRPL 实验。

他们观察到，随着 PL 强度增加，寿命缩短，表明化学处理后辐射复合速率提高。经 Li-TFSI 和 H-TFSI 处理后，衰减动力学差异显著。

此外，通过激发中心点然后对周围区域成像，利用共聚焦 TRPL 可观察到激子传输情况。从归一化 PL 强度空间 profile 在数纳秒内的展宽，可得到激子扩散系数。结果表明，激子在经 Li-TFSI 处理的样品中传输效率更高。

如需进一步了解，请参阅《Nature Communications 》（2021 年）论文：《Mechanistic insight into the chemical treatments of monolayer transition metal disulfides for photoluminescence enhancement》。

对 TMD 单层进行 SHG、TRPL 和 TPE-TRPL 成像

过渡金属二硫族化合物（TMDs）的二维单层具有有趣的电光特性，适用于各种应用，例如用于可穿戴电子设备的柔性电极。

在此，通过单一显微镜——MicroTime 100 时间分辨共聚焦显微镜，采用几种互补技术，即反射成像、二次谐波（SHG）成像、时间分辨光致发光（TRPL）成像以及双光子激发（TPE）成像，对位于聚二甲基硅氧烷（PDMS）上的二维单层二硫化钼（MoS₂）和二硒化钨（WSe₂）进行了成像。借助这些技术，能够对材料的光学特性进行局部表征，从而获得全面的理解。

MicroTime 100 配备了 640 nm 脉冲激光器（LDH-P-C-640B）用于 TRPL 成像，配备 1064 nm 脉冲激光器（VisIR 1064）用于 SHG 成像以及双光子激发 TRPL 成像，此外还配有用于反射成像的相机。

感谢加州大学欧文分校的 Jin Myung Kim 提供样品。

如果您在显微镜实验室工作，紧凑型正置荧光显微镜 MicroTime 100 通常是用于对单层、薄片或异质结构进行空间和时间分辨研究的最全面工具。更多有关紧凑型正置荧光显微镜 MicroTime 100 的信息，请咨询我们销售团队。