层状三元 ZnIn2S4 半导体中的缺陷发射及其偶极取向
材料科学
2023-04-28 v1 光学
摘要
缺陷工程有望调控二维(2D)半导体的物理性质，以用于面向功能的电子和光电子器件。与被广泛研究的二维二元材料相比，缺陷的起源及其对二维三元半导体物理性质的影响尚未阐明。在本工作中，我们通过多种光谱工具结合理论计算，深入研究了缺陷对少层六方 ZnIn2S4 的电子结构和光学性质的影响。结果表明，Zn-In 反位缺陷在带隙内诱导形成一系列施主和受主能级，导致丰富的缺陷发射复合路径和非本征吸收。令人印象深刻的是，由于费米能级(Ef)的高效可调性，ZnIn2S4 中施主-受主对(DAP)的发射可以通过静电门控进行显著调控。此外，通过后焦面(BFP)成像直接揭示了 ZnIn2S4 中缺陷发射的层数依赖偶极取向，在十几层厚度的 ZnIn2S4 中呈现出明显的面内偶极取向。ZnIn2S4 中缺陷的这些独特性质，包括非本征吸收、丰富的复合路径、门控可调性和面内偶极取向，必将有利于先进的取向功能光电子应用。
引用
@article{arxiv.2304.14004,
title = {Defect emission and its dipole orientation in layered ternary Znln2S4 semiconductor},
author = {Rui Wang and Quan Liu and Sheng Dai and Chao-Ming Liu and Yue Liu and Zhao-Yuan Sun and Hui Li and Chang-Jin Zhang and Han Wang and Cheng-Yan Xu and Wen-Zhu Shao and Alfred J. Meixner and Dai Zhang and Yang Li and Liang Zhen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.14004},
year = {2023}
}