通过界面工程调控单层过渡金属硫族化物 WS2 中激子态的弛豫动力学
介观与纳米尺度物理
2021-04-07 v1 材料科学
应用物理
摘要
过渡金属硫族化物（TMDs）已知可支持复杂的激子态。揭示不同激子种类间弛豫动力学的差异并阐明它们之间的转变动力学，可为设计基于 TMD 的激子器件提供重要指导。结合低温下的光致发光（PL）和反射对比测量与超快泵浦-探测光谱，我们在此研究了背栅控单层器件中中性与带电激子的弛豫动力学。泵浦-探测结果揭示了不同界面条件下激子态截然不同的弛豫动力学：虽然中性激子在单层 WS2 中的寿命远长于三激子，但在 WS2/h-BN 异质结构中情况相反。研究发现，在 TMD 单层与基底间插入 h-BN 层对不同激子态的寿命有重大影响。h-BN 薄片不仅能屏蔽界面处杂质与缺陷的影响，还能在低温下促使从中性激子到三激子的非辐射跃迁成为主导弛豫路径。我们的发现凸显了界面在调控二维半导体中载流子瞬态性质方面可能发挥的重要作用，并可能对基于 TMD 的发光与光探测器件设计具有启示意义。
引用
@article{arxiv.2103.00135,
title = {Controlling relaxation dynamics of excitonic states in monolayer transition metal dichalcogenides WS2 through interface engineering},
author = {Anran Wang and Yuhan Wang and Jianfei Li and Ning Xu and Songlin Li and Xinran Wang and Yi Shi and Fengqiu Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.00135},
year = {2021}
}
备注
12 pages