基于光束几何控制的WS2/CsPbBr3混合材料的非平衡形成及界面载流子动力学
光学
2026-03-06 v1
摘要
介质基纳米复合材料为在低维光子电子器件中调控光-物质耦合和载流子注入提供了灵活平台。特别是包含过渡金属硫化物 (TMDC) 的混合结构可实现可调谐的能带对齐和激子动力学。然而，核心挑战在于合成适用于相干界面耦合的无缺陷层状 TMDC。本文展示了基于流体中几何依赖的百奥秒 (fs) 激光剥离作为无缺陷 WS2剥离及其原位形成 WS2/CsPbBr3 纳米复合材料的可扩展策略。使用相同能量的 50 fs 脉冲，直接比较高斯和 Bessel 光束轮廓，阐明空间能量分布如何支配非线性载流子生成、库仑应力和电子-晶格能量传递。多物理力学建模结合非线性吸收、库仑不稳定性准则和双温度动力学，表明轴向扩展、弱衍射的 Bessel 轮廓会激发电子不稳定阈值以上载流子密度，同时降低峰值晶格加热。相比之下，高斯激发将能量浓缩在焦点体积内，促进快速热化和缺陷形成。光谱分析显示，Bessel 处理样品中捕获式复合减少，激子稳定性增强。瞬态吸收光谱 (TAS) 进一步表明载流子寿命延长。通过该方法，单步剥离可获得 WS2/CsPbBr3 混合材料，表现出 I 型能带对齐和几何相关的界面载流子注入，由光致发光淬灭和修改的瞬态衰减动力学证实。
引用
@article{arxiv.2603.04990,
title = {Beam Geometry-Controlled Nonequilibrium Formation of WS2/CsPbBr3 Hybrids and Interfacial Carrier Dynamics},
author = {Rajendra Kumar Challa and M. S. S. Bharathi and Rahul Murali and Venugopal Rao Soma and Sai Santosh Kumar Raavi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.04990},
year = {2026}
}
备注
29 pages, 10 figures, new work for journal submission