ACS Photonics：利用透射-矩阵定量相位轮廓术，实现精确且快速的2D材料厚度成像

成果介绍

二维(2D)材料的物理性质可能会随着其几何厚度的变化而发生巨大变化。目前2D材料的厚度轮廓方法在测量通量和精度方面受到限制。

有鉴于此，近日，香港中文大学Zhou Renjie等提出了一种新的高速、高精度厚度轮廓法，称为透射-矩阵定量相位轮廓术(TM-QPP)。在TM-QPP中，通过扩展高灵敏度共程干涉显微镜技术的光子-噪声限制，在时间和空间领域都实现了皮米级的光程长度灵敏度，同时通过开发一个透射-矩阵模型来实现精确的厚度测定，精度为10 pm，该模型考虑了光在样品界面上的多次折射和反射。使用TM-QPP，在几秒钟内以无接触的方式将单层和少层2D材料(例如MoS₂，MoSe₂和WSe₂)的精确几何厚度分布成像到宽视场上。值得注意的是，TM-QPP还能够在空间上解析少层2D材料的层数。

图文导读

图1. 透射-矩阵定量相位轮廓术的工作原理。

图2. 用于2D材料厚度反演校正的透射-矩阵模型。

图3. 实现高相位灵敏度的实验演示。

图4. 单层MoS₂结构的几何厚度分析。

图5. 区分少层WSe₂和MoSe₂结构的层数。

文献信息

Transmission-Matrix Quantitative Phase Profilometry for Accurate and Fast Thickness Mapping of 2D Materials

(ACS Photonics, 2023, DOI:10.1021/acsphotonics.2c01795)

文献链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsphotonics.2c01795