基于 X 射线光电子能谱和第一性原理计算的 SiO2 衬底上二维 WS2 的界面性质
材料科学
2022-05-19 v1
摘要
将二维（2D）WS2 薄膜沉积在 SiO2 晶圆上，并通过高分辨率 X 射线光电子能谱（XPS）和第一性原理计算研究了相关界面性质。利用直接（间接）法，发现单层 WS2/SiO2 界面的价带偏移（VBO）为 3.97 eV（3.86 eV），导带偏移（CBO）为 2.70 eV（2.81 eV）。此外，由于层间轨道耦合以及价带和导带边的分裂，块体 WS2/SiO2 界面的 VBO（CBO）约增大 0.48 eV（0.33 eV）。因此，WS2/SiO2 异质结构具有 I 型能带排列。除 SiO2 的理论带隙较窄外，实验与理论获得的带偏移是一致的。理论计算进一步揭示了每个 S 原子 75 meV 的结合能以及完全分离的分波态密度，表明 WS2 单层与 SiO2 表面之间存在弱相互作用和可忽略的费米能级钉扎效应。我们的实验与理论结合结果证明了二维 WS2/SiO2 异质结构中具有充足的 VBO 和 CBO 以及弱相互作用。
引用
@article{arxiv.2205.08994,
title = {Interfacial properties of 2D WS2 on SiO2 substrate from x-ray photoelectron spectroscopy and first-principles calculations},
author = {Changjie Zhou and Huili Zhu and Weifeng Yang and Qiubao Lin and Tongchang Zheng and Lan Yang and Shuqiong Lan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.08994},
year = {2022}
}