通过维度修饰实现单层磷烯中激子增亮
材料科学
2016-02-03 v1
摘要
二维(2D)单层磷烯是一种具有准一维(quasi-1D)激子的2D系统，为研究低维下激子动力学和基本多体相互作用提供了独特的2D平台。然而，另一方面，准一维激子性质会显著限制发光量子产率。在此，我们报道了通过将上述激子从准一维维度修饰至零维(0D)，将单层磷烯样品转移到由等离子体增强化学气相沉积(PECVD)制备的富缺陷氧化物衬底上，从而实现单层磷烯中的激子增亮。由此产生的界面发光局域态导致激子局域化，并在约920 nm的新波长处触发高效光子发射。测得0D类局域激子的发光量子产率至少是单层磷烯内禀准一维自由激子的33.6倍。这主要归因于非辐射衰减速率的降低以及辐射复合概率的可能增强。由于大的俘获能量，单层磷烯中局域激子的这一新光子发射可在高温下被观察到，这与仅能在低温下观察到的过渡金属硫族化物(TMD)半导体单层的缺陷诱导光子发射形成鲜明对比。我们的发现为基于单层磷烯开发新型光子器件(如可在高温下工作的近红外照明器件)提供了新途径。更重要的是，具有准一维自由激子和0D类局域激子的2D磷烯，为研究理想2D-1D-0D杂化系统中的基本现象提供了独特平台。
引用
@article{arxiv.1602.00978,
title = {Exciton Brightening in Monolayer Phosphorene via Dimensionality Modification},
author = {Renjing Xu and Jiong Yang and Ye Win Myint and Jiajie Pei and Han Yan and Fan Wang and Yuerui Lu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1602.00978},
year = {2016}
}