外延 WSe2 薄膜中的电子结构、表面掺杂与光学响应
材料科学
2016-03-22 v1
摘要
利用分子束外延(MBE)在双层石墨烯(BLG)上以逐层厚度控制生长了高质量 WSe2 薄膜。角分辨光电子能谱(ARPES)、扫描隧道显微镜/谱(STM/STS)与光学吸收测量的结合揭示了 WSe2/BLG 的原子与电子结构演化及光学响应。我们观察到，当集成于基于 BLG 的异质结构中时，双层 WSe2 为直接带隙半导体，从而将直接-间接带隙交叉移至三层 WSe2。在单层极限下，WSe2 在 K 点价带中展现 475 meV 的自旋分裂，这是所有 MX2 (M = Mo, W; X = S, Se) 材料中的最大值。发现单层-WSe2/BLG 的激子束缚能为 0.21 eV，该值比传统三维半导体大数个数量级，但相较于其他二维过渡金属硫族化物(TMDCs)半导体却较小。最后，我们关于碱金属表面电子掺杂对电子结构整体修饰的发现，为进一步调控 TMDCs 的电子性质开辟了途径。
引用
@article{arxiv.1603.06308,
title = {Electronic Structure, Surface Doping, and Optical Response in Epitaxial WSe2 Thin Films},
author = {Yi Zhang and Miguel M. Ugeda and Chenhao Jin and Su-Fei Shi and Aaron J. Bradley and Ana Martin-Recio and Hyejin Ryu and Jonghwan Kim and Shujie Tang and Yeongkwan Kim and Bo Zhou and Choongyu Hwang and Yulin Chen and Feng Wang and Michael F. Crommie and Zahid Hussain and Zhi-Xun Shen and Sung-Kwan Mo},
journal= {arXiv preprint arXiv:1603.06308},
year = {2016}
}