薄膜黑磷带隙的高效电学调控
介观与纳米尺度物理
2017-04-21 v1
摘要
近期重新被发现的黑磷是一种层状半导体，具有优异的电子与光子特性。对其带隙进行动态调控可实现新型器件应用，并有助于探索新的物理现象。然而，针对通过钾吸附掺杂的黑磷所开展的理论研究与光电子能谱实验表明，在其少层形式中，需要高达每纳米数伏特的极强电场才能有效调节其带隙，这使得直接电学控制难以实现。在此，我们展示了利用电场直接调控本征黑磷带隙的方法，并揭示了源于强层间电子态耦合的、独特的厚度依赖性带隙调控特性。此外，利用一片10纳米厚的黑磷，其中电场诱导的跨膜电势差主导了层间耦合，我们使用最高每纳米1.1伏特的适中位移场，将其带隙从约300毫电子伏特连续调谐至50毫电子伏特以下。这种带隙的动态调控不仅可以扩展可调谐黑磷光子器件的工作波长范围，也为研究电可调拓扑绝缘体和拓扑节线半金属铺平了道路。
引用
@article{arxiv.1612.04475,
title = {Efficient Electrical Control of Thin-Film Black Phosphorus Bandgap},
author = {Bingchen Deng and Vy Tran and Hao Jiang and Cheng Li and Yujun Xie and Qiushi Guo and Xiaomu Wang and He Tian and Han Wang and Judy J. Cha and Qiangfei Xia and Li Yang and Fengnian Xia},
journal= {arXiv preprint arXiv:1612.04475},
year = {2017}
}