基于光电子能谱的二维半导体异质结构能带参数与杂化研究
介观与纳米尺度物理
2016-01-25 v1
摘要
将不同的二维（2D）半导体单层组合成异质结构，为新型电子和光学功能开辟了丰富的可能性。利用它们的关键在于准确测量分离和堆叠单层中的能带参数和轨道杂化，其中许多仅以小样品形式存在。最近引入的具有亚微米空间分辨率的角度分辨光电子能谱（-ARPES）技术提供了测量小样品的能力，但迄今为止对这类剥离样品获得的能量分辨率（~0.5 eV）一直不足。在这里，我们表明通过合适的异质结构样品设计，可以充分实现 -ARPES 的全部潜力。我们重点关注 MoSe/WSe 范德华异质结构，它们是三维半导体异质结构的二维类比。我们发现，在 MoSe/WSe 异质双层中，K 谷处的能带弱杂化，导带和价带边缘分别起源于 MoSe 和 WSe。在 点处杂化更强，但价带边缘仍位于 K 点。这与最近关于层间激子的观测一致，其中电子和空穴具有谷极化但位于相反层。我们确定价带偏移为 300 meV，结合光致发光测量结果，这意味着层间激子的束缚能至少为 200 meV，与层内激子的束缚能相当。
引用
@article{arxiv.1601.05865,
title = {Band parameters and hybridization in 2D semiconductor heterostructures from photoemission spectroscopy},
author = {Neil R. Wilson and Paul V. Nguyen and Kyle L. Seyler and Pasqual Rivera and Alexander J. Marsden and Zachary P. L. Laker and Gabriel C. Constantinescu and Viktor Kandyba and Alexei Barinov and Nicholas D. M. Hine and Xiaodong Xu and David H. Cobden},
journal= {arXiv preprint arXiv:1601.05865},
year = {2016}
}
备注
10 pages, 4 figures; + 14 pages, 8 figures in supplementary