铅氟化物在石墨上范德华生长过程中结构与光学特性的相关性表征
介观与纳米尺度物理
2025-06-09 v1 材料科学
仪器与探测器
摘要
二维层状材料的范德华异质结构因其灵活的电子属性而受到广泛关注，这些属性使其成为能源、传感、催化和生物医学应用的有前景的候选材料。铅氟化物（PbI2）是属于金属卤化物族的二维层状半导体材料，表现出随厚度变化的带隙，单层以上表现为间接到直接的能隙转换。它已成为光电探测器的优秀候选材料，是金属卤化物钙钛矿太阳能电池的关键组成部分。在本工作中，我们利用分子束沉积法考察了铅氟化物层在石墨/SiC(0001)表面上的生长动力学及其结构与光学特性之间的实时相关性。分别通过 grazing-incidence fast atom diffraction（Grazing Incidence Fast Atom Diffraction）和表面微分反射光谱（Surface Differential Reflectance Spectroscopy）探测了结构和光学特性。生长过程呈层层叠加式范德华生长，铅氟化物的 zig-zag 方向与石墨的 armchair 方向平行。两种技术均提供了关于前导铅氟化物单层结构、表面张力为 1% 的显著性修改及其在 3~5 层厚度内松弛的证据。对于单层材料，角度分辨光子能谱（Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy）揭示了从石墨到铅氟化物的电荷转移，体现在石墨能带结构中约 50 meV 的能量位移上。
引用
@article{arxiv.2506.06241,
title = {Correlated Structural and Optical Characterization during Van der Waals Epitaxy of PbI2 on Graphene},
author = {C. P. Sonny Tsotezem and E. M. Staicu Casagrande and A. Momeni and A. Ouvrard and A. Ouerghi and M. Rosmus and A. Antezak and F. Fortuna and A. F. Santander-Syro and E. Frantzeskakis and A. M. Lucero Manzano and E. D. Cantero and E. A. Sánchez and H. Khemliche},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.06241},
year = {2025}
}