硅片上剥离的毫米级单层 WSe2 的电子结构

单层 WSe2 因在所有已知单层过渡金属硫族化物（TMDs）中具有最大的自旋分裂与最长的谷相干时间，对未来纳米电子、自旋电子与谷电子器件应用具有重要意义。获得大面积单层 TMDs 晶体是制造可扩展高性能电子器件的第一步。在本快报中，我们基于改进的机械剥离方法成功制备了具有极高质量的毫米级单层 WSe2 单晶。利用此类优质样品，我们采用标准高分辨率角分辨光电子能谱对单层 WSe2 进行了全面的电子能带结构测量。整体能带特征表明其为 1.2 eV 直接带隙半导体。其价带在 K 点的自旋分裂为 460 meV，比其块体对应物的相应能带分裂小 30 meV。价带有效空穴质量确定为 Gamma 点处 2.344 $m_e$，K 点处分裂能带的上、下支分别为 0.529 $m_e$ 与 0.532 $m_e$。衬底的屏蔽效应被显示对电子性质有显著影响。我们的结果为单层 TMDs 中的能带结构工程提供了重要见解。我们的单层 WSe2 晶体可构成一个有价值的器件平台。