单层 MoS2/GaAs 异质结中增强的 THz 发射与激子转移
材料科学
2025-12-16 v1
摘要
为了设计高效的太赫兹 发射器，半导体的缺陷密度被巧妙地增加以降低载流子寿命，这随后降低了半导体的总功率输出。为了克服这一基本权衡，本研究提出了一种新方法，将直接带隙二维半导体（如单层 MoS2 (1L-MoS2)）与著名的 THz 发射器——低温生长砷化镓 相集成。所制备的混合 2D/3D 垂直范德华异质结由于二阶非线性极化率的相位相干叠加以及激光电场的整体增强，相比裸 GaAs 表现出 15% 的 THz 发射增强。在 GaAs 发射能量为 1.42 eV 时，异质结的光致发光 (PL) 增强因子为 2.38。然而，1L-MoS2 在 1.84 eV 能量处的 PL 发射显著猝灭，这归因于在 I 型能带对齐下的 Dexter 型激子转移机制。THz 时域光谱学揭示了光电特性的显著增加，例如光电导率翻倍，以及吸收系数降低 50%。该研究引入了一条制备大面积、紧凑的混合维度范德华异质结的新途径，可用于增强传统半导体技术和基于 THz 的光电器件的效率。
引用
@article{arxiv.2512.13036,
title = {Enhanced THz emission and exciton transfer in monolayer MoS2/GaAs heterostructures},
author = {C. Abinash Bhuyan and Anil K. Chaudhary and Kishore K. Madapu and P. Naveen Kumar and Sandip Dhara},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.13036},
year = {2025}
}
备注
19 pages, 5 figures