基于原子级薄碘化铅晶体的界面半导体能带结构工程
介观与纳米尺度物理
2019-01-08 v2
摘要
探索二维材料中的新组分并将其在范德瓦耳斯异质结中最佳结合，作为发现新物理现象和设计基于界面的器件新功能的独特平台，需求巨大。在此，我们首先合成了薄至几层的 PbI2 晶体，特别是通过一种简便的低温溶液法，所得晶体尺寸大、形状规则、厚度不同且产率高。作为 PbI2 基界面半导体柔性能带工程的原型演示，这些 PbI2 晶体随后与几种过渡金属硫族化物单层组装。MoS2 的光致发光在 MoS2/PbI2 堆叠中被强烈增强，而 WS2 和 WSe2 的光致发光在 WS2/PbI2 和 WSe2/PbI2 堆叠中被显著淬灭。这归因于 PbI2 与这些单层之间有效的异质结形成，但在 MoS2/PbI2 堆叠中为 I 型能带排列，其中快速转移的电荷载流子积聚在具有高发射效率的 MoS2 中，而在 WS2/PbI2 和 WSe2/PbI2 堆叠中为 II 型，具有分离的电子和空穴，适于光收集。我们的结果表明，MoS2、WS2、WSe2 单层自身具有非常相似的电子结构，但在与 PbI2 界面接触时表现出完全不同的光-物质相互作用，为工程化二维异质结的器件性能提供了前所未有的能力。
引用
@article{arxiv.1810.08927,
title = {Band Structure Engineering of Interfacial Semiconductors Based on Atomically Thin Lead Iodide Crystals},
author = {Yan Sun and Zhen Huang and Zishu Zhou and Jiangbin Wu and Liujiang Zhou and Yang Cheng and Jinqiu Liu and Chao Zhu and Maotao Yu and Peng Yu and Wei Zhu and Yue Liu and Jian Zhou and Bowen Liu and Hongguang Xie and Yi Cao and Hai Li and Xinran Wang and Kaihui Liu and Xiaoyong Wang and Jianpu Wang and Lin Wang and Wei Huang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.08927},
year = {2019}
}
备注
36 pages, 5 figures