基于时分辨原子力显微镜揭示范畴-势垒动力学
介观与纳米尺度物理
2026-02-26 v1 材料科学
摘要
基于过渡金属化硫化物 (TMDCs) 的 Schottky 接触已成为下一代光电子器件的关键构件，后者要求超快响应和高灵敏度。然而，至今仍难以实现对这些界面处超快、纳米尺度载流子动力学的实验测量，这对于器件性能至关重要。本文引入光泵-探测时分辨原子力显微镜，直接在由 WSe2 和 PtIr 尖端点接触形成的范畴-势垒异构结构中，可视化纳秒尺度的 Schottky 势垒电位调制。结合瞬态吸收光谱和光调制电压-电流特性的互补分析，以及模型仿真，揭示时分辨电流来源于光激发载流子和随后势垒响应的协同时间演化，这些过程也定义了光电流的速率限制步骤。我们的结果揭示了支撑 TMDC-based 光探测器和光电池元件的关键界面动力学，同时建立了一种新的测量范式，以补充和扩展现有光谱技术。该方法为对隐藏于纳米尺度界面处的非平衡过程提供了直接访问，为合理设计高性能光电子器件提供了强大的途径。
引用
@article{arxiv.2602.21463,
title = {Concerted Carrier-Barrier Dynamics in van der Waals Schottky Junctions Revealed by Time-Resolved Atomic Force Microscopy},
author = {Munenori Yokota and Hiroyuki Mogi and Yutaka Mera and Katsuya Iwaya and Taketoshi Minato and Shoji Yoshida and Osamu Takeuchi and Tatsuo Nakagawa and Hidemi Shigekawa},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.21463},
year = {2026}
}
备注
54 pages, 5 figures, Supporting Information included