基于 InGaN 量子阱与 MoSe2 单层耦合的二维混合结构中的层间耦合与激子动力学
材料科学
2025-09-09 v1
摘要
同时包含 III-氮化物和过渡金属二硫化物（TMD）半导体的混合结构在光收集和光电子学方面具有很强的应用潜力。这里我们研究了基于 MoSe2 单层与 InGaN 量子阱（QW）耦合的混合结构的性质。耦合效率由位于两者之间的可变厚度薄 GaN 势垒所控制。时间积分和时间分辨微区光致发光实验表明，InGaN 量子阱激子发射的淬灭随 GaN 势垒厚度 d 的减小而增强：由于载流子转移到 MoSe2 单层，当 d=1 nm 时 PL 强度降低了 3 倍。这种两种半导体之间的相互作用通过时间分辨光致发光光谱得到证实，该光谱显示在单层存在的情况下量子阱激子寿命明显缩短。有趣的是，通过光学测量量子阱中的激子传输性质，也证明了量子阱与 TMD 单层之间的耦合：在 MoSe2 单层存在的情况下，激子扩散长度减小。作为温度函数测量的依赖关系突出了局域化效应在量子阱中所起的作用。所有这些结果都可以通过 InGaN 量子阱与 MoSe2 单层之间的 II 型能带对齐以及两种半导体之间的隧穿过程得到很好的解释。
引用
@article{arxiv.2509.06547,
title = {Interlayer Coupling and Exciton Dynamics in 2D Hybrid Structures based on an InGaN Quantum Well coupled to a MoSe2 Monolayer},
author = {D. Chen and D. Lagarde and L. Hemmen and L. Lombez and P. Renucci and M. Mauguet and L. Ren and C. Robert and N. Grandjean and X. Marie},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.06547},
year = {2025}
}