二维 Mo(1-x)WxS2 合金的原子与电子结构
介观与纳米尺度物理
2020-09-11 v1 材料科学
摘要
合金化可用于调控半导体电子结构以用于光电子应用。由于晶格参数相近，MoWSeS 族（MX2，其中 M=Mo 或 W，X=S 或 Se）的二维半导体过渡金属硫族化物可生长为低缺陷浓度的高质量材料。本文结合高分辨率实验技术与模拟，研究了 Mo(1-x)WxS2 合金的原子与电子结构。对这些通过化学气相输运生长的合金中 Mo 与 W 原子位置的分析表明，它们呈随机分布，这与采用基于第一性原理计算确定的相互作用能的蒙特卡洛模拟一致。电子结构参数直接由角分辨光电子能谱测量确定。这些结果显示价带边处的自旋轨道分裂随 W 含量从 MoS2 到 WS2 线性增加，与线性标度密度泛函理论（LS-DFT）预言相符。导带边的自旋轨道分裂被预言在中间组分处减小至零。尽管如此，单层 Mo0.5W0.5S2 上的偏振分辨光致发光谱显示出显著的圆二色性，表明自旋-谷锁定得以保留。这些结果表明，合金化是调控 MX2 电子结构用于自旋电子学与谷电子学应用的重要工具。
引用
@article{arxiv.2009.04807,
title = {Atomic and electronic structure of two-dimensional Mo(1-x)WxS2 alloys},
author = {Xue Xia and Siow Mean Loh and Jacob Viner and Natalie C. Teutsch and Abigail J. Graham and Viktor Kandyba and Alexei Barinov and Ana M. Sanchez and David C. Smith and Nicholas D. M. Hine and Neil R. Wilson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.04807},
year = {2020}
}
备注
16 + 11 pages, 6 + 8 figures