混合维度范德华半导体异质结构中表面处理增强的层间电子转移
材料科学
2024-07-04 v1
摘要
我们研究了转移至具有不同表面处理的 III-V 族半导体衬底上的 WS 单层中的激子物种。当 III-V 族衬底覆盖有非晶天然氧化物时，带负电激子在低温近共振光致发光（PL）测量中主导光谱权重。然而，当 III-V 族衬底的天然氧化物被还原后，中性激子开始主导光谱权重，这表明 WS 单层中的电子密度降低。天然氧化物的去除增强了从 WS 单层到 III-V 族衬底的电子转移。此外，在中性激子发射峰下方约 50 meV 处出现了一个额外的肩状 PL 特征，可归因于局域激子的发射。当 III-V 族衬底表面在天然氧化物还原后经硫钝化处理，中性激子仍主导光谱权重。然而，低能 PL 肩峰再次消失，表明通过衬底表面钝化实现了激子的有效离域。对二维（2D）材料的半导体衬底进行表面工程，可为控制 2D 材料的载流子密度、实现 2D 材料确定性的载流子局域或离域，以及促进电荷、自旋和谷电流的层间转移提供一种新途径。这些发现为混合维度半导体异质结构中的新器件概念与现象开辟了道路。
引用
@article{arxiv.2404.12787,
title = {Enhanced interlayer electron transfer by surface treatments in mixed-dimensional van der Waals semiconductor heterostructures},
author = {Takeshi Odagawa and Sota Yamamoto and Chaoliang Zhang and Kazuki Koyama and Jun Ishihara and Giacomo Mariani and Yoji Kunihashi and Haruki Sanada and Junsaku Nitta and Makoto Kohda},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.12787},
year = {2024}
}